Os astrónomos mapearam uma vasta “superestrada magnética” que alimenta a intensa formação estelar e violentos ventos galácticos de 1,1 milhões de milhas por hora (500 quilómetros por segundo) no interior do sistema galáctico em fusão Arp 220. Utilizando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), a equipa de investigação internacional produziu o mapa magnético mais detalhado alguma vez feito desta colisão cósmica.
Arp 220localizada a cerca de 250 milhões de anos-luz da Terra, é uma galáxia infravermelha ultraluminosa (o que significa que brilha tanto quanto cem ou mais Via Láctea galáxias) formadas pela fusão contínua de duas galáxias espirais. Envolta em poeira espessa, ela brilha intensamente na luz infravermelha e serve como um substituto próximo para a formação estelar extrema galáxias que dominou o universo primitivo. Ao estudar Arp 220, os astrónomos obtêm uma rara janela para os processos que moldaram galáxias massivas há mais de 10 mil milhões de anos.
Os resultados da equipa descobriram que os seus rápidos fluxos moleculares são interligados por estruturas magnéticas fortes e organizadas.
“Isto revelou detalhes nunca antes vistos sobre os núcleos envoltos em poeira e os fluxos moleculares do Arp 220,” disse Josep Miquel Girart, líder do estudo no trabalho de observação, e investigador do Institut de Ciències de l’Espai.
Campos magnéticos lançam poderosos ventos cósmicos
As novas observações mostram que os campos magnéticos desempenham um papel central no lançamento e na formação dos poderosos ventos que fluem dos núcleos gêmeos do Arp 220. Esses ventos, viajando a velocidades 1.500 vezes superiores à velocidade do som aqui na Terra, transportam gás, poeira, metais e raios cósmicos muito além da própria galáxia. Até agora, pensava-se que as forças por trás de tais fluxos eram impulsionadas principalmente pela intensa formação de estrelas e pela possível atividade de buracos negros.
No entanto, utilizando as capacidades de polarização de alta resolução do ALMA, os investigadores rastrearam como os grãos microscópicos de poeira e as moléculas de monóxido de carbono se alinham com os campos magnéticos. Isto permitiu-lhes reconstruir a geometria tridimensional dos campos dentro da galáxia e ao longo dos seus fluxos.
O resultado é uma imagem impressionante do que os cientistas descrevem como um canal quase vertical de gás magnetizado fluindo para fora de um dos núcleos da galáxia, que eles apelidaram de “superestrada magnética”.
No núcleo ocidental do Arp 220, a equipe observou uma estrutura magnética bem ordenada e estreitamente alinhada com o fluxo bipolar. Isto indica que o campo magnético não está apenas acompanhando o percurso, mas também guiando e acelerando ativamente o material que escapa. Entretanto, o núcleo oriental revelou um padrão magnético em forma de espiral incorporado num disco denso e rotativo, sugerindo que a ordem magnética em grande escala pode sobreviver mesmo no ambiente turbulento de uma fusão de galáxias.
Talvez o aspecto mais intrigante desta investigação tenha sido a descoberta de uma ponte de poeira altamente polarizada que liga os dois centros galácticos. Esta crista magnetizada parece canalizar material e fluxo magnético entre os núcleos em fusão, enfatizando ainda mais o papel dos campos magnéticos no governo do fluxo de matéria durante colisões galácticas.
“Quando o Arp 220 é observado como um todo, é um dos melhores locais do Universo para os astrónomos estudarem como a gravidade, a formação estelar e os ventos poderosos trabalham em conjunto com fortes campos magnéticos para remodelar uma galáxia e semear os seus arredores com gás e poeira magnetizados,” disse Lopez-Rodriguez.
As medições indicam que os campos magnéticos nestes fluxos são extraordinariamente fortes, atingindo intensidades centenas a milhares de vezes superiores às normalmente encontradas na Via Láctea. Esses campos poderosos podem influenciar significativamente a forma como o gás se move, esfria e, eventualmente, forma novas estrelas, ao mesmo tempo que regula a forma como as galáxias perdem material para o seu entorno.
Estas descobertas sugerem que campos magnéticos fortes e organizados podem ter sido comuns no Universo primitivo, especialmente em galáxias estelares empoeiradas como as antigas homólogas do Arp 220. Ao moldar os ventos galácticos, o magnetismo poderia ter desempenhado um papel importante na determinação de quando as galáxias param de formar estrelas e como enriquecem os vastos espaços entre as galáxias.
À medida que os astrónomos estendem estas técnicas a sistemas mais distantes, esperam encontrar estradas magnéticas semelhantes por todo o cosmos. Por enquanto, o Arp 220 permanece como um lembrete vívido de que forças invisíveis podem deixar uma marca duradoura no universo visível.
A pesquisa da equipe foi publicada em 2 de janeiro no As cartas do jornal astrofísico.
