En la gran hoja de ruta del universo, los bulliciosos cúmulos de galaxias están conectados por largas autopistas de plasma que se entrelazan en el desierto del espacio vacío. Estas carreteras interespaciales se conocen como filamentos, y pueden extenderse durante cientos de millones de años luz, pobladas solo por polvo, gas y electrones ocupados que conducen muy cerca del límite de velocidad universal.
Incluso cuando se mueven a una velocidad cercana a la de la luz, las partículas solo deberían poder hacerlo una fracción del camino por uno de estos filamentos antes de quedarse sin jugo y descomponerse. Sin embargo, un equipo de astrónomos que patrulla un filamento entre dos cúmulos de galaxias que chocan lentamente ha descubierto una corriente de electrones que no cumple con estas reglas de tráfico. En el filamento gaseoso entre los cúmulos de galaxias Abell 0399 y Abell 0401, los investigadores han detectado un vasto puente de emisiones de ondas de radio, creado por partículas cargadas que se deslizan por un camino de 10 millones de años luz durante mucho más tiempo de lo que debería ser físicamente posible
La fuente de esta violación del tráfico cósmico, según un nuevo estudio publicado el 7 de junio en la revista Science, puede ser un campo magnético débil pero turbulento que se extiende desde un cúmulo de galaxias hasta el siguiente, proporcionando un misterioso acelerador de partículas que lanza electrones 10 veces más lejos que normalmente pueden viajar.
Según la autora principal del estudio, Federica Govoni, investigadora del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, esta es la primera vez que se observa un campo magnético que atraviesa un filamento galáctico, y podría requerir un replanteamiento sobre cómo se aceleran las partículas a distancias increíblemente largas. .
"Es un campo magnético muy débil, aproximadamente 1 millón de veces mayor que el de la Tierra", dijo Govoni en un video que acompaña al estudio. Sin embargo, ella y sus colegas escribieron en el documento, que aún puede ser lo suficientemente fuerte como para emitir ondas de choque capaces de acelerar las partículas de rápido movimiento a lo largo de increíbles longitudes a medida que disminuyen la velocidad, creando efectivamente una supercarretera de electrones.
Un puente entre gigantes
Ubicados a aproximadamente mil millones de años luz de la Tierra, Abell 0399 y Abell 0401 son cúmulos de galaxias vecinas: grupos de cientos o miles de galaxias, todas agrupadas gravitacionalmente, que representan algunos de los objetos más masivos del universo. En unos pocos miles de millones de años, los dos grandes grupos probablemente colisionarán; Por ahora, están a unos 10 millones de años luz de distancia y unidos por la carretera de plasma mencionada anteriormente.
En un estudio anterior, Govoni y sus colegas descubrieron que los dos grupos estaban creando un campo magnético lleno de ondas de radio. En su nuevo trabajo, los investigadores querían averiguar si ese campo se estaba extendiendo al espacio más allá de los límites de los dos objetos masivos, y, en particular, si podría estar bajando por el vasto filamento de plasma entre ellos.
Usando una red de telescopios llamada matriz de baja frecuencia (LOFAR), los investigadores vieron una larga "cresta" de emisiones de radio que conectaba claramente un grupo al siguiente.
"Esta emisión requiere una población de electrones relativistas y un campo magnético ubicado en un filamento entre los dos cúmulos de galaxias", escribieron los autores en el estudio. Debido a que no había otras fuentes de radio obvias entre los grupos, el equipo concluyó que la cresta probablemente era una extensión de los campos magnéticos y las interacciones de partículas de alta velocidad que ocurrían dentro de los grupos.
Después de ejecutar algunas simulaciones por computadora, el equipo descubrió que incluso un campo magnético relativamente débil (como este) podría crear ondas de choque lo suficientemente fuertes como para volver a acelerar los electrones de alta velocidad que se han ralentizado y mantenerlos zumbando a lo largo del filamento. Sin embargo, esa es solo una posible explicación para un fenómeno que, según los investigadores, sigue siendo un misterio bastante grande. Afortunadamente, los científicos aún tienen unos pocos miles de millones de años para resolverlo.
