miércoles 18  de  enero 2023
CIENCIA

Estructura magnética de la galaxia, más clara que nunca

"Hemos caracterizado con una precisión sin precedentes la polarización de la emisión sincrotrón de nuestra galaxia", dijo el investigador José Alberto Rubiño

TENERIFE — Tras casi una década de observaciones del cielo del hemisferio norte, astrónomos presentan la descripción más precisa hasta la fecha de la polarización de la emisión en microondas de la galaxia Vía Láctea.

Se trata de una ventana de observación nunca antes explorada y que proporciona información complementaria a la obtenida por algunas misiones espaciales (Planck y WMAP) dedicadas al estudio del fondo cósmico de mIcroondas (FCM), la radiación fósil procedente del Big Bang, informa el Instituto de Astrofísica de Canarias.

Los nuevos resultados, presentados por la colaboración QUIJOTE (Q-U-I JOint TEnerife), permiten obtener información de la estructura del campo magnético de nuestra galaxia y ayudarán a comprender los procesos energéticos que tuvieron lugar en el nacimiento del Universo.

El experimento QUIJOTE está emplazado en el Observatorio del Teide (Izaña, Tenerife) y está compuesto por dos telescopios de 2.25 m de diámetro que observan el cielo en el dominio de las microondas (10-40 GHz). Liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), este experimento inició sus observaciones en 2012.

Ahora, gracias a los datos obtenidos con su instrumento multifrecuencia MFI, que estuvo en operación hasta 2018, un equipo científico ha presentado una serie de seis publicaciones en la revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) en los que se revela la descripción más precisa hasta la fecha de la polarización de los procesos de emisión en microondas de nuestra galaxia.

"Estos mapas proporcionan una descripción detallada del cielo en un nuevo rango de frecuencia, de 10 a 20 GHz, complementario a las misiones espaciales que previamente han observado el cielo en microondas, como Planck (ESA) y WMAP (NASA)", comenta José Alberto Rubiño, responsable científico de QUIJOTE e investigador principal del proyecto europeo RADIOFOREGROUNDS.

"Hemos caracterizado con una precisión sin precedentes la polarización de la emisión sincrotrón de nuestra galaxia, que es el resultado de la emisión de partículas cargadas que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz en el seno del campo magnético galáctico. Estos mapas, resultado de casi 9.000 horas de observación, son una herramienta única para estudiar el magnetismo en el Universo", añade.

El FCM es una radiación fósil que proviene de los primeros instantes del Universo y que observamos hoy en día en el dominio de ondas de radio. Este tipo de radiación es estudiada por los científicos porque, "investigando sus propiedades de polarización, pretendemos encontrar la huella indirecta de la existencia de ondas gravitacionales generadas tras el Big Bang", comenta Ricardo Génova-Santos (IAC).

Para acceder a esa señal del origen del Universo, los científicos deben eliminar el velo de emisión asociado a nuestra galaxia. Los nuevos mapas de QUIJOTE proporcionan una herramienta para llevar a cabo esa tarea. "Uno de los resultados más interesantes que hemos encontrado es que la emisión sincrotrón polarizada de nuestra galaxia es mucho más variable espacialmente de lo que se pensaba", comenta Elena de la Hoz, investigadora del Instituto de Física de Cantabria (IFCA). "Los resultados obtenidos constituyen una referencia para ayudar a experimentos futuros a detectar la señal cosmológica", añade.

"La detección de dicha señal cosmológica, un patrón muy específico en la polarización del fondo de microondas asociado a la presencia de ondas gravitacionales generadas durante la denominada época inflacionaria, abriría una nueva ventana a la Física fundamental _subraya Rubiño_, permitiendo explorar escalas de energía billones de veces superiores a las que se pueden explorar actualmente desde la Tierra con aceleradores de partículas". Y añade: "Su estudio nos permitiría comprender los procesos energéticos que tuvieron lugar en el nacimiento del Universo".

Los nuevos datos de QUIJOTE son también una herramienta única para estudiar la emisión anómala de microondas (EAM), un tipo de emisión que se detectó por primera vez hace unos 25 años, y que se piensa que está producida por la rotación de partículas de polvo muy pequeñas del medio interestelar que tienden a orientarse por la presencia del campo magnético galáctico.

Los mapas de QUIJOTE también han permitido estudiar la emisión de microondas proveniente del centro galáctico. Recientemente se ha detectado en esta región un exceso de emisión en microondas de origen aún desconocido, pero que podría estar asociado con procesos de decaimiento de partículas de materia oscura. "Con QUIJOTE hemos confirmado la existencia de ese exceso de emisión y encontramos evidencia de que dicha señal podría estar polarizada. Esta información es esencial para entender la naturaleza de dicha emisión", comenta Federica Guidi, investigadora del Institut d'Astrophysique de Paris (IAP, Francia).

Finalmente, los nuevos mapas de QUIJOTE han permitido realizar un estudio sistemático de más de 700 fuentes de emisión en radio y microondas, tanto de origen galáctico como extragaláctico. "Para unas 40 de estas fuentes en las que se ha detectado emisión polarizada, el estudio de sus propiedades de emisión concuerda con las predicciones de los modelos que existían en la literatura", comenta Diego Herranz, investigador del IFCA.

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