Um primeiro vislumbre do campo magnético da nossa galáxia em 3D
A área pesquisada no céu. Esquerda:Mapa do céu completo do brilho polarizado emitido pela poeira, emissão vista, em baixa resolução, pelo satélite Planck da ESA. Esta emissão é o véu de poeira que obscurece a nossa visão do Universo primordial. Meio:Um zoom do mapa em direção às regiões pesquisadas. À direita:uma visão aproximada da região pesquisada. Cada segmento preto corresponde à polarização medida de uma única estrela. A direção dos segmentos mapeia a direção correspondente do campo magnético na região. Crédito:Astronomia e Astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202349015 Graças a novas técnicas sofisticadas e instalações de última geração, a astronomia entrou numa nova era em que a profundidade do céu pode finalmente ser acedida. Os ingredientes da nossa casa cósmica, a Via Láctea – estrelas, gás, campos magnéticos – podem finalmente ser mapeados em 3D.
O espaço entre as estrelas está sujo. Ele está cheio de pequenos grãos de poeira, muitos dos quais de tamanho semelhante ao da fumaça de um cigarro. Os grãos não são esféricos e, como resultado, seu longo eixo tende a se alinhar com quaisquer campos magnéticos galácticos locais. Estes grãos de poeira também emitem um brilho polarizado nas mesmas frequências da radiação cósmica de fundo – as “cinzas” do Big Bang – contaminando assim a nossa visão dos primeiros momentos da vida do Universo.
Eles também absorvem parte da luz estelar que passa por eles, como faria um filtro polaroid, imprimindo informações sobre os campos magnéticos dentro dos quais vivem na polarização da luz emergente. A polarização é uma propriedade dos raios de luz que indica uma direção característica que eles possuem, sempre perpendicular à direção que a luz se propaga no espaço.
Os campos magnéticos são tremendamente importantes para a evolução da nossa galáxia, regulando a formação de novas estrelas, moldando estruturas galácticas e transformando fluxos de gás em aceleradores cósmicos mais poderosos que o CERN.
A polarização da luz das estrelas é então a chave:ela contém as informações sobre os campos magnéticos mais importantes da galáxia, e é o "pano de poeira" que pode nos ajudar a limpar a nossa visão do universo primitivo - se ao menos pudéssemos observar o suficiente dele, e estudá-lo em profundidade, a fim de extrair todas as informações que ele carrega. Este é exactamente o âmbito do estudo PASIPHAE, uma colaboração internacional entre o Instituto de Astrofísica do FORTH (IA-FORTH) e a Universidade de Creta na Grécia, a IUCAA na Índia, o Observatório Astronómico da África do Sul, o Instituto de Tecnologia da Califórnia no Estados Unidos e a Universidade de Oslo na Noruega. O PASIPHAE pretende medir a polarização de milhões de estrelas em grandes partes do céu. E agora podemos vislumbrar pela primeira vez as capacidades deste ambicioso empreendimento.
Vincent Pelgrims (ex-bolsista de pós-doutorado PASIPHAE no IA-FORTH e agora bolsista Marie Curie no Instituto Interuniversitário de Altas Energias da ULB na Bélgica) demonstrou o poder dos dados e reconstrução do PASIPHAE técnica usando observações feitas com seu instrumento precursor, o polarímetro RoboPol, operando no Observatório Skinakas, na Grécia, nos últimos 10 anos.
Os cientistas mediram a polarização de mais de 1.500 estrelas numa parte do céu quase 15 vezes a área da lua cheia, combinaram-nas com distâncias medidas para cada estrela pelo satélite Gaia da ESA e um algoritmo sofisticado que desenvolveram e mapearam com resolução sem precedentes dos campos magnéticos naquela direção do céu.
"Esta é a primeira vez que um volume tão grande do campo magnético galáctico foi reconstruído em três dimensões com uma resolução tão precisa," diz o Dr. Pelgrims. "Encontramos várias nuvens de poeira nesta região da galáxia e fomos capazes de determinar pela primeira vez as suas distâncias - até milhares de anos-luz - bem como as suas propriedades polarimétricas, revelando o campo magnético que permeia essas nuvens."
A equipe está lançando este primeiro mapa tomográfico de alta resolução do campo magnético galáctico sobre uma região substancial do céu, que foi apresentado hoje (23 de abril) na revista Astronomy &Astrophysics. . O padrão em relevo mostra a estrutura do campo magnético, e a cor mostra a quantidade de poeira, em uma das nuvens interestelares da galáxia mapeada em 3 dimensões. Os segmentos brancos representam as estrelas que foram observadas para permitir este mapeamento. Crédito:Astronomia e Astrofísica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202349015 "Isto representa uma grande conquista no sentido de um mapeamento tridimensional da Via Láctea e do seu campo magnético," afirma o Prof. Vasiliki Pavlidou da Universidade de Creta e docente afiliado do IA-FORTH e co-autor da publicação. “A estrutura do campo magnético galáctico não está atualmente bem restrita.
"Isso dificulta o progresso em vários campos de pesquisa, como o estudo dos raios cósmicos de ultra-alta energia. O potencial desse mapeamento 3D para levar a avanços em todos os domínios conectados ao campo magnético galáctico é significativo."
"No nosso artigo, apenas arranhámos a superfície das possibilidades que temos pela frente", diz o Prof. Konstantinos Tassis, também da Universidade de Creta e docente afiliado do IA-FORTH, co-autor da publicação e investigador principal do Projeto PASIPHAE.
"Imagine um mapa assim - mas para a maior parte do céu. Este atlas 3D do campo magnético da galáxia se tornará realidade nos próximos anos com a ajuda dos instrumentos dedicados WALOPs que começarão a mapear a polarização das estrelas no céu este ano."
