Las estructuras de las galaxias se encuentran impregnadas de campos magnéticos y eso también se aplica a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. A pesar de los enormes esfuerzos en investigación, lo cierto es que aún se desconoce el origen de estos campos magnéticos galácticos. Se asume que son producidos por el efecto dinamo, mediante el cual la energía mecánica genera un campo magnético de forma análoga a lo que sucede en una dinamo y tal y como se cree que sucede en el interior de la Tierra y del Sol.
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| Mapa del efecto Faraday causado por los campos magnéticos de la Vía Láctea. Imagen: Max Planck Institute for Astrophysics |
Una manera de medir los campos magnéticos cósmicos es utilizar un fenómeno conocido desde hace 150 años y que lleva el nombre de rotación de Faraday. Cuando la luz polarizada pasa a través de un medio magnetizado, su plano de polarización gira. La cantidad de giro depende, entre otras cosas, de la intensidad y dirección del campo magnético. De esta manera, observando dicha rotación se puede investigar las propiedades del campo que la produce.
Para medir el campo magnético de nuestra galaxia, un grupo de internacional de radioastrónomos, en colaboración con el Instituto de Astrofísica Max Planck, han observado la luz polarizada de fuentes de radio distantes que atraviesan la Vía Láctea antes de llegar a la Tierra. La cantidad de rotación debida al efecto Faraday puede deducirse midiendo la polarización de la misma fuente en diferentes frecuencias.
Cada una de estas medidas solo puede proporcionar información sobre un solo punto de la galaxia. Para tener un mapa completo del campo magnético de toda la galaxia por este procedimiento es necesario observar tantas fuentes de emisión de radiofrecuencia como sea posible y que estén distribuidas por todo el firmamento. En este trabajo de investigación conjunto se han aunado los esfuerzos de 26 proyectos diferentes que han proporcionado un total de 41.330 medidas individuales. Esto supone un catálogo que contiene, de media, una emisión de radiofrecuencia por grado cuadrado del cielo.
Incluso con esta ingente cantidad de datos es difícil cubrir todo el firmamento. Hay grandes regiones, especialmente en el cielo del hemisferio sur, donde se han realizado pocas mediciones. Por lo tanto para obtener un mapa realista se deben interpolar los datos disponibles. Esto hace que surjan dos problemas. En primer lugar la precisión de las respectivas mediciones varía considerablemente, además se desconoce la medida en la que el dato de un punto determinado proporciona información fiable del área que le rodea.
Por otro lado, debido a los complejos sistemas de medida, se desconoce los umbrales de error de las mediciones, lo que puede distorsionar mucho el mapa resultante. Para solucionar todos estos problemas, los científicos del Instituto Max Planck han desarrollado un algoritmo de reconstrucción de la imagen denominado “filtro crítico extendido”. Para desarrollar este algoritmo el equipo ha utilizado las herramientas proporcionadas por la nueva disciplina conocida como Información de la Teoría de Campo.
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| Mapa de las zonas de incertidumbre. Imagen: Max Planck Institute for Astrophysics. |
Además del mapa detallado del efecto Faraday, el algoritmo genera un mapa de las zonas de incertidumbre que informa de los distintos márgenes de error en cada punto.
En la imagen del mapa resulta significativa la clara imagen del disco central de la galaxia así como las direcciones opuestas del campo magnético por encima y por debajo del disco. Igualmente se produce una inversión de dirección entre las zonas izquierda y derecha de la imagen.
Uno de los escenarios particulares de la teoría de la dinamo galáctica predice este tipo de estructura simétrica. En este escenario, los campos magnéticos se alinean de forma paralela al plano del disco galáctico en una configuración circular o espiral. La dirección de la espiral es opuesta en la zona superior del disco con respecto a la zona inferior. Todo ello parece coincidir con el mapa obtenido.
La próxima generación de radiotelescopios como el LOFAR, eVLA, ASKAP, Meerkat y SKA podrá aportar más y mejores datos que permitan mejorar el conocimiento que tenemos de las estructuras del campo magnético de nuestra galaxia y quizás descubrir el verdadero origen de dichos campos magnéticos.
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