CLASS B1152+199: VLA revela campo magnético de galáxia distante através de lente gravitacional

À esquerda: imagem capturada pelo Telescópio Espacial Hubble do sistema de lente gravitacional CLASS B1152+199. O quasar de fundo sofre o efeito de lente graças a uma galáxia em frente, que produz duas imagens A e B. Direita: rotação de Faraday das imagens da lente. A imagem A deriva de uma linha de visão através dos arredores menos densos da galáxia que atua como lente com um campo magnético mais fraco, enquanto a imagem B deriva de uma linha de visão mais próxima do centro da galáxia, com mais densidade gasosa e um campo magnético mais forte. Créditos: Sui Ann Mao©; Arquivo Legado do Hubble (Rusin et al. 2002, MNRAS, 330, 205-211).

Com a ajuda de uma gigantesca lente gravitacional cósmica, os astrônomos mediram o campo magnético de uma galáxia a quase cinco bilhões de anos-luz de distância. Este marco astronômico está fornecendo pistas importantes sobre um problema nas fronteiras da cosmologia, a natureza e origem dos campos magnéticos que desempenham um papel importante na forma como as galáxias se desenvolvem ao longo do tempo.

Imagem capturada pelo Hubble de uma galáxia de fundo ampliada por uma lente gravitacional. Credit: Mao et al., NASA

Os cientistas usaram o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) do NSF (National Science Foundation) para estudar uma galáxia que forma estrelas situada diretamente na direção entre um quasar mais distante e a Terra. A gravidade da galáxia atua como uma lente gigante, dividindo a imagem do quasar em duas imagens separadas a partir do ponto de vista da Terra. Mais importante, as ondas de rádio provenientes deste quasar, situado a quase 8 bilhões de anos-luz de distância, estão preferencialmente alinhadas, ou polarizadas.

Sui Ann Mao, líder do Grupo de Investigação Minerva para o Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha, declarou:

A polarização das ondas provenientes do quasar ao fundo, combinada com o fato de que as ondas que produzem as duas imagens de lente viajaram através de partes diferentes da galáxia interveniente, permitiu-nos aprender alguns factos importantes sobre o campo magnético da galáxia.

Os campos magnéticos afetam as ondas de rádio que viajam através deles. A análise das imagens do VLA mostrou uma diferença significativa entre as duas imagens de lente gravitacional no que toca ao modo como a polarização das ondas mudou. Isto significa, dizem os cientistas, que as diferentes regiões da galáxia interveniente afetaram as ondas de forma diferente.

Vista esquemática de um sistema de lente gravitacional: o distante quasar, localizado a 7,9 bilhões de anos-luz sofre o efeito de lente gravitacional graças a uma galáxia situada a 4,6 bilhões de anos-luz, entre este objeto e a Terra. As linhas de visão A e B derivam de diferentes campos magnéticos e condições gasosas em diferentes partes da galáxia que atua como lente. Crédito: Sui Ann Mao

Sui Ann Mao explicou:

A diferença nos conta que esta galáxia tem um campo magnético de grande escala e coerente, parecido ao que vemos em galáxias próximas no universo atual. A semelhança é tanto na força do campo como no seu arranjo, com linhas de campo torcidas em espirais em torno do eixo de rotação da galáxia.

Uma vez que esta galáxia foi observada como era há quase cinco bilhões de anos, quando o Universo tinha cerca de dois-terços da sua idade atual, esta descoberta fornece um ponto importante sobre como os campos magnéticos são formados e se desenvolvem ao longo do tempo.

Sui Ann Mao adicionou:

Os resultados do nosso estudo suportam a ideia de que os campos magnéticos galácticos são produzidos por um efeito de dínamo rotativo, semelhante ao processo que produz o campo magnético do Sol. No entanto, existem outros processos que podem produzir campos magnéticos. Para determinar qual o processo em ação, precisamos ir mais longe no tempo, para galáxias mais distantes e fazer medições parecidas dos seus campos magnéticos.

Diagrama esquemático de uma galáxia massiva atuando como lente gravitacional. Créditos: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; NASA, Hubble Heritage Team, (STScI/AURA), ESA, S. Beckwith (STScI). Additional Processing: Robert Gendler

Ellen Zweibel, pertencente a Universidade de Wisconsin-Madison, destacou:

Esta medição forneceu os testes mais rigorosos, até ao momento, de como os dínamos operam nas galáxias.

Os campos magnéticos desempenham um papel fundamental na física do gás tênue que permeia o espaço entre as estrelas numa galáxia. A compreensão de como esses campos se formam e desenvolvem ao longo do tempo pode fornecer aos astrônomos pistas importantes sobre a evolução das próprias galáxias.

Mao e colegas divulgaram seus resultados em Nature Astronomy no artigo intitulado “Detection of microgauss coherent magnetic fields in a galaxy five billion years ago”. Leia o abstract do artigo, abaixo:

Abstract do artigo intitulado “Detection of microgauss coherent magnetic fields in a galaxy five billion years ago”.

Fontes

Max Planck Institute: The detection of magnetic fields in a galaxy 5 billion light years away

NRAO: VLA Reveals Distant Galaxy’s Magnetic Field

Nature Astronomy: Detection of microgauss coherent magnetic fields in a galaxy five billion years ago

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