La fuerza de los campos magnéticos aquí en la Tierra, en el Sol, en el espacio interplanetario, en las estrellas de nuestra galaxia (la Vía Láctea; algunas de todas formas), en el medio interestelar (ISM) en nuestra galaxia y en el Se ha medido el ISM de otras galaxias espirales (algunas de todas formas). Pero no ha habido mediciones de la fuerza de los campos magnéticos en el espacio entre galaxias (y entre cúmulos de galaxias; el IGM y el ICM).
Hasta ahora
¿Pero a quién le importa? ¿Qué importancia científica tiene la fuerza de los campos magnéticos IGM e ICM?
Las estimaciones de estos campos pueden proporcionar "una pista de que hubo algún proceso fundamental en el medio intergaláctico que hizo campos magnéticos", dice Ellen Zweibel, astrofísica teórica de la Universidad de Wisconsin, Madison. Una idea "de arriba hacia abajo" es que todo el espacio se dejó de alguna manera con un ligero campo magnético poco después del Big Bang, alrededor del final de la inflación, la nucleosíntesis del Big Bang o el desacoplamiento de la materia bariónica y la radiación, y este campo creció en fuerza A medida que las estrellas y galaxias acumulaban y amplificaban su intensidad. Otra posibilidad "de abajo hacia arriba" es que los campos magnéticos se formaron inicialmente por el movimiento del plasma en pequeños objetos en el universo primordial, como las estrellas, y luego se propagaron hacia el espacio.
Entonces, ¿cómo se estima la fuerza de un campo magnético, a decenas o cientos de millones de años luz de distancia, en regiones del espacio a una distancia considerable de las galaxias (mucho menos cúmulos de galaxias)? ¿Y cómo haces esto cuando esperas que estos campos sean mucho menos que un nanoGauss (nG), tal vez tan pequeño como un femtoGauss (fG, que es la millonésima parte de un nanoGauss)? ¿Qué truco puedes usar?
Una muy buena, que se basa en la física no probada directamente en ningún laboratorio, aquí en la Tierra, y que es poco probable que se pruebe durante la vida de cualquiera que lea esto hoy: la producción de pares de positrones y electrones cuando un fotón de rayos gamma de alta energía colisiona con uno infrarrojo o de microondas (esto no se puede probar en ningún laboratorio hoy en día, porque no podemos hacer rayos gamma de energía suficientemente alta, e incluso si pudiéramos, colisionarían tan raramente con luz infrarroja o microondas) Tendríamos que esperar siglos para ver tal par producido). Pero los blazar producen cantidades abundantes de rayos gamma TeV, y en el espacio intergaláctico abundan los fotones de microondas (¡eso es el fondo cósmico de microondas - CMB!), Y también los infrarrojos lejanos.
Una vez producidos, el positrón y el electrón interactuarán con el CMB, los campos magnéticos locales, otros electrones y positrones, etc. (los detalles son bastante confusos, pero básicamente se resolvieron hace algún tiempo), con el resultado neto de que las observaciones de distancia, Las fuentes brillantes de rayos gamma TeV pueden establecer límites más bajos en la fuerza del IGM e ICM a través de los cuales viajan. Varios artículos recientes informan los resultados de tales observaciones, utilizando el telescopio espacial de rayos gamma Fermi y el telescopio MAGIC.
Entonces, ¿qué tan fuertes son estos campos magnéticos? Los diversos documentos dan diferentes números, desde más de unas pocas décimas de femtoGauss hasta más de unas pocas femtoGauss.
"El hecho de que hayan puesto un límite inferior en los campos magnéticos en el espacio intergaláctico, no asociado con ninguna galaxia o cúmulo, sugiere que realmente hubo algún proceso que actuó en escalas muy amplias en todo el universo", dice Zweibel. Y ese proceso habría ocurrido en el universo primitivo, no mucho después del Big Bang. "Estos campos magnéticos no podrían haberse formado recientemente y tendrían que haberse formado en el universo primordial", dice Ruth Durrer, física teórica de la Universidad de Ginebra.
Entonces, quizás aún tenemos una ventana más a la física del universo primitivo; ¡Hurra!
Fuentes: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
