Uma equipe internacional de cientistas mapeou com sucesso o campo magnético de nossa galáxia, a Via Láctea, usando telescópios que observam o céu na faixa de micro-ondas. A nova pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
A equipe usou a Colaboração QUIJOTE (Q-U-I JOint TEnerife), localizada no Observatório Teide em Tenerife, nas Ilhas Canárias. Isso inclui dois telescópios de 2,5 m de diâmetro, que observam o céu na parte de micro-ondas do espectro eletromagnético.
Liderado pelo Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), o mapeamento começou em 2012. Quase uma década depois, a Colaboração apresentou uma série de 6 artigos científicos, dando a descrição mais precisa até o momento da polarização da emissão da Via Láctea Maneira em comprimentos de onda de microondas. A polarização é uma propriedade das ondas transversais, como as ondas de luz, que especifica a direção das oscilações das ondas e significa a presença de um campo magnético.
Os estudos complementam missões espaciais anteriores dedicadas ao estudo da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB), a radiação fóssil deixada para trás pelo Big Bang, que forneceu uma visão detalhada do início da história do cosmos.
Além de mapear a estrutura magnética da Via Láctea, os dados do QUIJOTE também se mostraram úteis em outros cenários. Os novos dados também são uma ferramenta única para estudar a emissão anômala de micro-ondas (AME), um tipo de emissão detectado pela primeira vez há 25 anos. Acredita-se que o AME seja produzido pela rotação de partículas muito pequenas de poeira no meio interestelar, que tendem a ser orientadas pela presença do campo magnético galáctico.
Os novos resultados permitiram à equipe obter informações sobre a estrutura do campo magnético da Via Láctea, além de ajudar a entender os processos energéticos ocorridos próximo ao nascimento do Universo. Para medir os sinais daquela época, os cientistas precisam primeiro eliminar o véu de emissão associado à nossa própria Galáxia. Os novos mapas fornecidos pela QUIJOTE fazem exatamente isso, permitindo-nos entender melhor esses sinais indescritíveis do universo mais amplo.
Os mapas da QUIJOTE também permitiram o estudo de um excesso de emissão de micro-ondas recentemente detectado no centro da nossa Galáxia. A origem desta emissão é atualmente desconhecida, mas pode estar ligada aos processos de decaimento de partículas de matéria escura. Com o QUIJOTE, a equipe confirmou a existência desse excesso de radiação e encontrou algumas evidências de que ela poderia ser polarizada.
Por fim, os novos mapas da QUIJOTE permitiram o estudo sistemático de mais de 700 fontes de emissão de rádio e microondas, tanto de origem galáctica como extragaláctica, o que significa que os dados estão ajudando os cientistas a decifrar sinais vindos de fora da nossa galáxia, incluindo as microondas cósmicas radiação de fundo.
“Esses novos mapas fornecem uma descrição detalhada em uma nova faixa de frequência, de 10 a 40 GHz, complementando os de missões espaciais como Planck e WMAP”, comenta José Alberto Rubiño, cientista líder da Colaboração QUIJOTE. “Caracterizamos a emissão síncrotron de nossa Galáxia com uma precisão sem precedentes. Essa radiação é o resultado da emissão de partículas carregadas que se movem a velocidades próximas à da luz dentro do campo magnético galáctico. Esses mapas, resultado de quase 9.000 horas de observação , são uma ferramenta única para estudar o magnetismo no universo”, acrescenta.
“Um dos resultados mais interessantes que encontramos é que a emissão síncrotron polarizada da nossa Galáxia é muito mais variável do que se pensava”, comenta Elena de la Hoz, pesquisadora do Instituto de Física da Cantábria (IFCA). “Os resultados que obtivemos são uma referência para ajudar futuros experimentos a fazer detecções confiáveis do sinal CMB”, acrescenta ela.
“Evidências científicas sugerem que o Universo passou por uma fase de rápida expansão, chamada inflação, uma fração de segundo após o Big Bang. Se isso estiver correto, esperaríamos encontrar algumas consequências observáveis quando estudamos a polarização da micro-ondas cósmica. Medir essas características esperadas é difícil, porque elas são pequenas em amplitude, mas também porque são menos brilhantes do que a emissão polarizada de nossa própria galáxia.” observa Rubiño, “No entanto, se finalmente os medirmos, teremos informações indiretas das condições físicas nos estágios iniciais do nosso Universo, quando as escalas de energia eram muito mais altas do que aquelas que podemos acessar ou estudar a partir do solo. Isso tem enormes implicações para a nossa compreensão da física fundamental.”
“Os mapas da QUIJOTE também permitiram o estudo da emissão de micro-ondas do centro de nossa Galáxia. Recentemente foi detectado um excesso de emissão de micro-ondas nesta região, cuja origem é desconhecida, mas cuja origem pode estar ligada a processos de decaimento de partículas de matéria escura. Com o QUIJOTE confirmamos a existência desse excesso de radiação e encontramos algumas evidências de que ela poderia ser polarizada”, comenta Federica Guidi, pesquisadora do Institut d’Astrophysique de Paris (IAP, Francia).
Publicado em 18/01/2023 09h22
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