Cartografían la estructura del campo magnético de la Vía Láctea

Los investigadores del experimento Quijote han presentado seis artículos científicos que permiten obtener información del campo magnético de la Vía Láctea y ayudarán a comprender los procesos energéticos que tuvieron lugar en el nacimiento del Universo.

El español Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) es uno de los que participa, junto al departamento de Ingeniería de Comunicaciones de Santander y el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), ambos en España, así como el Observatorio Jodrell Bank de la Universidad de Manchester, el Laboratorio Cavendish (Cambridge) y la compañía IDOM.

Según explica el IAC en un comunicado, en esos artículos se describe de una forma más precisa que hasta ahora la polarización de la emisión en microondas de la Vía Láctea, algo 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.

Los 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. 

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Añade que se ha caracterizado con una precisión sin precedentes la polarización de la emisión sincrotrón de la Vía Lactea, y comenta 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, agrega Rubiño.

El fondo cósmico de microondas es una radiación fósil que proviene de los primeros instantes del Universo y que se observa en el dominio de ondas de radio.

Ricardo Génova-Santos, investigador del IAC, precisa que ese tipo de radiación es estudiada por los científicos porque, investigando sus propiedades de polarización, pretenden encontrar la huella indirecta de la existencia de ondas gravitacionales generadas tras el Big Bang.

Para acceder a esa señal del origen del Universo, los científicos deben eliminar el velo de emisión asociado a nuestra galaxia y los 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, quien añade que los resultados obtenidos constituyen una referencia para ayudar a experimentos futuros a detectar la señal cosmológica. 

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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.

Abunda en que de ese modo permite 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.

Las propiedades de polarización de estas emisiones "tienen que ser caracterizadas y entendidas en detalle para poder descontaminar los mapas de la polarización del FCM para la Cosmología", comenta Frederick Poidevin, investigador del IAC.

"Con los nuevos datos de Quijote hemos mejorado nuestra comprensión de la EAM en múltiples regiones de nuestra galaxia“, apunta Denis Tramonte, investigador del Purple Mountain Observatory (PMO-CAS, China).

Los mapas de Quijote también han permitido estudiar la emisión de microondas proveniente del centro galáctico.

En el IAC se apunta que 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 París (IAP, Francia).

Además, 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.

EFE

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