Por primera vez, los astrónomos han visto ondas de choque ondeando a lo largo de hebras de la red cósmica, la enorme maraña de galaxias, gas y materia oscura que llena el universo observable.
Combine cientos de miles de imágenes de radiotelescopios reveló el tenue brillo emitido cuando las ondas de choque envían partículas cargadas volar a través de los campos magnéticos que vagan por la red cósmica. La detección de estas ondas de choque podría dar a los astrónomos una mejor comprensión de estos campos magnéticos a gran escala, cuyas propiedades y orígenes son en gran medida misteriosos, informan los investigadores en el número de febrero del 2019. Los científicos progresan.
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Finalmente, los astrónomos «pueden confirmar lo que hasta ahora solo ha sido predicho por simulaciones: que estas ondas de choque existen», dice el astrofísico Marcus Brüggen de la Universidad de Hamburgo en Alemania, quien no participó en el nuevo estudio.
En su mayor escala, nuestro universo se parece a un queso suizo. Las galaxias no están distribuidas uniformemente en el espacio, sino que están agrupadas en enormes cúmulos conectados por filamentos giratorios de gas diluido, galaxias y materia oscura y separados por vacíos no del todo vacíos (Número de serie: 10/03/19).
Atraídos por la gravedad, los cúmulos de galaxias se fusionan, los filamentos chocan y el gas de los vacíos cae sobre los filamentos y los cúmulos. En las simulaciones de la red cósmica, toda esta acción provoca constantemente enormes ondas de choque en ya lo largo de los filamentos.
Los filamentos constituyen la mayor parte de la red cósmica, pero son mucho más difíciles de detectar que las galaxias (Número de serie: 20/01/14). Si bien los científicos han observado antes ondas de choque alrededor de cúmulos de galaxias, los choques en los filamentos «nunca se han observado realmente», dice el astrónomo Reinout van Weeren de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, que no participó en el estudio. «Pero básicamente deberían estar por toda la Red Cósmica».
Las ondas de choque alrededor de los filamentos acelerarían las partículas cargadas a través de los campos magnéticos que impregnan la red cósmica (Número de serie: 06/06/19). Cuando esto sucede, las partículas emiten luz en longitudes de onda que los radiotelescopios pueden detectar, aunque las señales son muy débiles.
Una sola onda de choque en un filamento «no se parecería a nada, sonaría como un ruido», dice la radioastrónoma Tessa Vernstrom del Centro Internacional para la Investigación de Radioastronomía en Crawley, Australia.
En lugar de buscar ondas de choque individuales, Vernstrom y sus colegas combinaron imágenes de radio de más de 600.000 pares de cúmulos de galaxias lo suficientemente cerca como para estar conectados por filamentos para crear una sola imagen «apilada». Esto amplificó las débiles señales y reveló que, en promedio, hay un débil resplandor de radio de los filamentos entre los cúmulos.
«Cuando puedes cavar bajo el ruido y obtener un resultado, para mí, eso es personalmente emocionante», dice Vernstrom.
La señal débil está muy polarizada, lo que significa que la mayoría de las ondas de radio están alineadas entre sí. La luz altamente polarizada es inusual en el cosmos, pero se espera de la luz de radio emitida por ondas de choque, dice van Weeren. «Así que eso es realmente, creo, una muy buena evidencia de que las conmociones probablemente estén ahí».
El descubrimiento va más allá de confirmar las predicciones de las simulaciones de la web cósmica. Las transmisiones de radio polarizadas también ofrecen una rara visión de los campos magnéticos que impregnan la red cósmica, aunque solo sea indirectamente.
«Estos choques», dice Brüggen, «son realmente capaces de mostrar que se están formando campos magnéticos a gran escala [something] como una vaina alrededor de estos filamentos.
Él, van Weeren y Vernstrom señalan que la cuestión de cómo surgieron los campos magnéticos cósmicos en primer lugar permanece abierta. El papel que juegan estos campos en la configuración de la red cósmica es igualmente misterioso.
“Es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, ¿no? Magnetismo”, dice Vernstrom. «Pero al menos en estas grandes escalas, realmente no sabemos qué tan importante es».