A origem dos campos magnéticos no Universo é uma questão fundamental em astrofísica. Uma das teorias propostas é a geração de campos magnéticos durante os primeiros momentos do Universo, conhecidos como campos magnéticos primordiais (PMFs). No entanto, pesquisas recentes sugerem que algumas das principais teorias PMF enfrentam desafios na explicação das propriedades e da evolução dos campos magnéticos de grande escala observados no Universo atual. Aqui está uma visão geral do estado atual dos PMFs e dos desafios que eles enfrentam:

1. Desafios observacionais:
- Faltam observações diretas dos PMF, dificultando a validação das previsões teóricas. No entanto, evidências indiretas de medições de polarização cósmica de fundo em micro-ondas (CMB) e dos campos magnéticos de galáxias e aglomerados de galáxias fornecem algumas restrições.

2. Dominância em pequena escala:
- Muitas teorias PMF prevêem uma predominância de campos magnéticos de pequena escala nos primeiros tempos. As observações, por outro lado, indicam uma presença significativa de campos magnéticos de grande escala em aglomerados de galáxias e no meio intergaláctico.

3. Problema de Helicidade Magnética:
- Certas classes de teorias PMF prevêem uma lateralidade específica, ou helicidade, para campos magnéticos. No entanto, as observações de campos magnéticos em galáxias e aglomerados de galáxias não mostram uma preferência clara por qualquer lateralidade específica. Essa discrepância é frequentemente chamada de problema da helicidade magnética.

4. Evolução da Era da Reionização:
- A reionização, processo durante o qual átomos de hidrogénio neutros foram ionizados pela radiação ultravioleta (UV), tem um impacto significativo na evolução dos campos magnéticos no Universo. Algumas teorias PMF prevêem uma rápida decadência ou extinção de campos magnéticos durante esta era, o que pode não ser consistente com observações que sugerem campos magnéticos em grande escala de vida relativamente longa.

5. Mecanismos de amplificação insuficientes:
- A geração de campos magnéticos em grande escala a partir de pequenos campos de sementes requer mecanismos de amplificação eficientes. Algumas teorias propõem processos como a bateria de Biermann, o dínamo turbulento ou o dínamo de pequena escala para amplificar os campos magnéticos iniciais. No entanto, quantificar a eficiência e a viabilidade destes mecanismos continua a ser um desafio.

6. Impacto do feedback do Bárion nos PMFs:
- Simulações numéricas mostram que processos astrofísicos complexos, como explosões estelares, formação de galáxias e fluxos (feedback bariônico), podem impactar a evolução dos PMFs. Compreender a intrincada relação entre o feedback bárion e os PMFs é crucial para prever com precisão as propriedades do campo magnético em galáxias e aglomerados de galáxias.

Apesar destes desafios, a investigação sobre campos magnéticos primordiais continua a avançar, com desenvolvimentos teóricos contínuos, simulações numéricas e esforços para detectar PMFs através de várias técnicas observacionais. As limitações das atuais teorias PMF motivam a exploração de teorias alternativas e refinamentos às existentes. Resolver os desafios e obter uma compreensão abrangente da origem do magnetismo cósmico continua a ser uma área de investigação excitante e activa em astrofísica.