Descoberta de uma rodovia magnética conectada a uma estrutura galáctica

Forças invisíveis, capazes de moldar galáxias inteiras e acelerar ventos cósmicos a velocidades vertiginosas, acabam de ser observadas por astrónomos em Arp 220. Este sistema de galáxias em fusão está localizado a 250 milhões de anos-luz. Oferece uma visão única sobre processos que governavam o Universo há mais de dez mil milhões de anos, quando as galáxias massivas estavam em plena efervescência. 

Os campos magnéticos do disco galáctico e os fluxos moleculares poeirentos da galáxia em fusão Arp 220 observados pelo ALMA. Crédito: Lopez-Rodriguez, E. (USC ; dados de polarização), Girart, J.M. (ICE-CSIC e IEEC ; dados de polarização) ; Barcos-Muñoz, L. (NRAO ; dados 3GHz)

Arp 220 resulta da colisão de duas galáxias espirais, gerando uma atividade de formação estelar tão intensa que ofusca em luminosidade centenas de galáxias como a nossa. Envolta em densas nuvens de poeira, ela brilha principalmente nos comprimentos de onda infravermelhos e permite estudar condições extremas semelhantes às que existiam no Universo primordial.

Graças à rede de telescópios ALMA, uma equipa internacional produziu o mapa magnético mais detalhado já realizado deste sistema. As suas capacidades de polarização permitiram traçar o alinhamento dos grãos de poeira e das moléculas de monóxido de carbono com os campos magnéticos. Esta abordagem revelou estruturas magnéticas organizadas e poderosas dentro dos fluxos moleculares rápidos que escapam dos dois núcleos deste sistema galáctico.

As observações mostram que estes campos magnéticos desempenham um papel central no lançamento e na forma dos ventos galácticos, que atingem velocidades de 1,8 milhões de quilómetros por hora. Pensava-se inicialmente que estes fluxos eram principalmente alimentados pela intensa formação estelar ou pela atividade dos buracos negros. O mapa magnético destacou uma "rodovia magnética" quase vertical, onde o campo magnético guia ativamente a matéria que escapa de um dos núcleos galácticos.

No núcleo ocidental de Arp 220, os astrónomos observaram uma estrutura magnética bem ordenada alinhada com o fluxo bipolar, indicando que o campo magnético não é passivo, mas participa na aceleração do material. O núcleo oriental, por sua vez, apresenta um padrão magnético em espiral dentro de um disco denso em rotação. Uma ponte de poeira fortemente polarizada também liga os dois centros, indicando que os campos magnéticos canalizam a matéria durante a fusão.

Estas descobertas têm implicações importantes para a nossa compreensão do Universo nos seus primórdios. Os campos magnéticos nos fluxos de Arp 220 são centenas a milhares de vezes mais intensos do que os da Via Láctea, influenciando assim o movimento do gás, a formação de estrelas e a maneira como as galáxias perdem matéria. Tais estruturas magnéticas organizadas eram provavelmente comuns nas galáxias poeirentas e ativas do passado, moldando a evolução galáctica em larga escala.

Ao estender estas técnicas de observação a outros sistemas, os cientistas esperam descobrir rodovias magnéticas semelhantes por todo o cosmos.

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