p Um novo, abordagem mais acessível e muito mais barata para o levantamento da topologia e força dos campos magnéticos interestelares - que se estendem através do espaço em nossa galáxia e além, representando uma das forças mais potentes da natureza - foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison. p Junto com a gravidade, os campos magnéticos desempenham um papel importante em muitos dos processos astrofísicos - desde a formação de estrelas até a agitação da poeira maciça e nuvens de gás que permeiam o espaço interestelar - que sustentam a estrutura e composição das estrelas, planetas e galáxias. Na escala galáctica, campos magnéticos dominam a aceleração e propagação dos raios cósmicos, e desempenham um papel importante na transferência de calor e radiação polarizada.

p O que mais, a radiação polarizada que surge dos campos magnéticos galácticos excede em ordens de magnitude aquela do Fundo Cósmico de Microondas (CMB), a radiação relíquia dos primeiros momentos do universo. O próximo marco na compreensão da origem do universo, alguns cientistas acreditam, requer a medição da radiação polarizada do CMB. Mais importante, desvendar a topologia dos campos magnéticos intermediários entre a Terra e o CMB será uma etapa necessária para obter esses dados de forma confiável.

p Mas, apesar de sua importância e influência generalizada, os campos magnéticos interestelares representam uma das fronteiras finais da astrofísica. Pouco se sabe sobre eles, em grande parte, porque são extremamente difíceis de estudar.

p "Existem maneiras muito limitadas de estudar os campos magnéticos no espaço, "explica Alexandre Lazarian, um professor de astronomia da UW-Madison e uma autoridade no meio interestelar, os espaços aparentemente vazios entre as estrelas que são, na verdade, rico em matéria e características retorcidas, campos magnéticos dobrados e emaranhados compostos de plasmas total ou parcialmente ionizados arrastados em campos magnéticos. "Nossa compreensão de todos esses processos (astrofísicos) sofre com nosso pouco conhecimento dos campos magnéticos."

p Agora, muito desse conhecimento pode estar mais facilmente disponível. Escrevendo esta semana (10 de junho, 2019) no jornal Astronomia da Natureza , uma equipe internacional liderada pelo astrofísico de Wisconsin demonstra uma nova metodologia capaz de rastrear as orientações dos campos magnéticos no redemoinho do espaço interestelar.

p A prova de conceito relatada em Astronomia da Natureza baseia-se em uma série de estudos teóricos e numéricos publicados nos últimos dois anos por Lazarian e seus alunos, e que apresentam uma nova abordagem radical para mapear o emaranhado de campos magnéticos no espaço.

p Até agora, muito do mapeamento detalhado de campos magnéticos em ambientes difusos, como nuvens de poeira e gás no espaço, envolveu polarimetria infravermelha com instrumentos implantados em satélites ou balões voando alto na estratosfera.

p O novo método, conhecida como a técnica do gradiente de velocidade e informalmente como a "técnica de Wisconsin, "usa dados observacionais coletados anteriormente de uma variedade de telescópios terrestres, transcendendo a necessidade de colocar instrumentos no espaço, um recurso caro e limitado para astrônomos. Com base em estudos de turbulência em campos magnéticos em fluidos condutores, Lazarian e seus alunos desenvolveram a nova abordagem estatística para medir a topologia de campos magnéticos usando observações espectroscópicas de rotina tiradas do solo.

p Em geral, a luz infravermelha é absorvida pela atmosfera da Terra, razão pela qual as medições convencionais de campo magnético requerem telescópios posicionados em longa duração, voos de balão de alta altitude, ou acima dele em satélites. Nos últimos anos, muitas novas medições de campos magnéticos interestelares, por exemplo, foram reunidos usando o satélite Planck, um observatório espacial europeu com capacidade de infravermelho e operacional de 2009 a 2013.

p Aplicando a nova técnica de Wisconsin a uma série de nuvens moleculares interestelares cujos campos magnéticos foram medidos anteriormente pelo satélite Planck, Lazarian e seus alunos foram capazes de gerar mapas de alta resolução usando observações existentes no solo.

p "A técnica fornece mapas de campo magnético de resolução comparáveis ​​aos mapas obtidos com a missão Planck, "diz Lazarian, "e utiliza observações espectroscópicas coletadas por pesquisadores para outros fins. Dado que a técnica utiliza dados de telescópios terrestres e interferômetros, a resolução dos mapas do campo magnético pode ser significativamente melhorada. "

p Além de determinar a direção dos campos magnéticos interestelares, a nova metodologia pode determinar a força do campo em uma escala fina, até cada pixel em um mapa. "Isso demonstra que a técnica de Wisconsin pode revolucionar os estudos de efeitos magnéticos sobre a formação de estrelas usando telescópios terrestres existentes sem esperar por novas missões de polarização baseadas no espaço com uma resolução mais alta em um futuro distante, "Lazarian diz.

p A nova técnica, Lazarian acrescenta, também abre uma janela única para o desenvolvimento de mapas tridimensionais de campo magnético, trabalho que já foi demonstrado em um artigo correspondente publicado no Astrophysical Journal por Lazarian e seu aluno, Diego Gonzales Casanova.

p Para contrastar as capacidades da nova técnica com a polarimetria tradicional, Lazarian e seu grupo, incluindo o estudante de graduação em física da UW-Madison Yue Hu e o estudante de graduação em astronomia Ka Ho Yuen, autores-chave do novo Astronomia da Natureza relatório, implantou sua nova metodologia para produzir o primeiro mapa de campo magnético da Smith Cloud, uma nuvem misteriosa de hidrogênio atômico que parece estar se chocando com o disco da Via Láctea. Esforços anteriores para mapear o campo magnético da nuvem foram frustrados por sua fraca emissão infravermelha, obscurecendo poeira e hidrogênio atômico galáctico ao longo da mesma linha de visão.