Un nuevo mapa magnético de Arp 220 revela secretos sobre la formación galáctica
Un equipo internacional de investigadores, que incluye a científicos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), ha logrado un importante avance en la comprensión de la dinámica galáctica al cartografiar una «autopista» magnética que impulsa un poderoso viento galáctico en la galaxia Arp 220. Este hallazgo se realizó utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un observatorio ubicado en el desierto de Atacama, en Chile.
Arp 220 es una galaxia infrarroja ultraluminosa, compuesta por la fusión de dos galaxias espirales que se encuentran en las etapas finales de su colisión. Al ser el ejemplo más cercano de este tipo de sistemas, Arp 220 actúa como una máquina del tiempo, permitiendo a los astrónomos observar procesos que ocurrieron en las primeras generaciones de galaxias masivas y ricas en polvo hace más de 10.000 millones de años. Según Miguel Ángel Pérez Torres, investigador del IAA-CSIC, el estudio revela por primera vez que los rápidos flujos moleculares en esta galaxia están fuertemente magnetizados, lo que sugiere que contribuyen al transporte de metales, polvo y rayos cósmicos al espacio circundante.
A través de la observación de cómo diminutos granos de polvo y moléculas de gas se alinean con los campos magnéticos existentes, el equipo ha elaborado el mapa magnético más detallado hasta la fecha de los núcleos ocultos de formación estelar de Arp 220, así como de sus flujos de salida. Estos resultados proporcionan una nueva perspectiva sobre la interacción de la gravedad, el nacimiento de estrellas, los agujeros negros y las fuerzas magnéticas en un contexto cósmico en constante cambio.
Campos magnéticos y vientos galácticos
Los científicos utilizaron ALMA para cartografiar la orientación y la intensidad de los campos magnéticos en las dos galaxias que componen Arp 220. Enrique Lopez-Rodriguez, autor principal del estudio y profesor asociado en la Universidad de Carolina del Sur, afirmó que esta investigación reveló detalles nunca antes observados de los núcleos de la galaxia, que estaban ocultos por el polvo. Además, se logró la primera detección de emisión polarizada de la línea molecular CO(3-2), lo que permitió trazar el flujo galáctico en esta galaxia externa.
Las observaciones del núcleo oeste de Arp 220 han mostrado un campo magnético casi vertical que discurre junto a un flujo molecular bipolar, alcanzando velocidades de hasta unos 500 kilómetros por segundo. Este fenómeno da lugar a lo que los investigadores han denominado una «autopista» magnética que se extiende fuera de la galaxia. Si bien es sabido que las fusiones de galaxias y los estallidos de formación estelar generan vientos intensos capaces de regular la formación de nuevas estrellas al expulsar gas, estos nuevos hallazgos indican que los campos magnéticos desempeñan un papel fundamental en la dinámica de estos vientos.
Implicaciones para el estudio del universo temprano
El equipo también hizo uso de ALMA para observar la luz polarizada emitida por el polvo y el gas de Arp 220, permitiéndoles seguir la huella de los campos magnéticos en las regiones más densas y en los poderosos vientos que emergen de la galaxia. Esta información ha proporcionado una visión detallada de cómo se organizan los campos magnéticos alrededor de los núcleos de formación estelar y a lo largo de los flujos de material expulsados al espacio.
Antxon Alberdi, del IAA-CSIC, explicó que al combinar la información sobre el movimiento y la cantidad de gas, se logró estimar la intensidad de los campos magnéticos y analizar su influencia en la dinámica de los vientos galácticos. En el núcleo este, se detectó un patrón magnético en forma de espiral que atraviesa un disco compacto envuelto en polvo, lo que sugiere que estas estructuras organizadas pueden persistir incluso en las fases avanzadas de la fusión entre galaxias. Además, se identificó una «autopista» de polvo fuertemente magnetizado que podría estar canalizando material y campos magnéticos de una región a otra durante el proceso de fusión.
Los investigadores estiman que las intensidades de estos campos magnéticos son cientos o incluso miles de veces superiores al campo magnético medio del disco de la Vía Láctea. Esto sugiere que los campos magnéticos, al ser comprimidos y amplificados por la turbulencia, desempeñan un papel crucial en la dirección del material hacia el medio circungaláctico. Dado que Arp 220 es el análogo más cercano de las galaxias extremas del universo temprano, estos resultados son fundamentales para entender cómo los campos magnéticos organizados influyen en la regulación de la formación estelar y en la retroalimentación a lo largo del tiempo cósmico.