Nos estamos acercando a resolver el extraño misterio que presentan cientos de enormes filamentos que cuelgan del corazón de la Vía Láctea.
Por primera vez, estos largos filamentos magnetizados que brillan en ondas de radio se han observado emergiendo de otras galaxias. No solo ya no son exclusivos de la Vía Láctea, sino que la variedad de entornos en los que se pueden encontrar permite a los científicos reducir los mecanismos que los crean.
El astrofísico Farhad Yusuf-Zadeh de la Universidad Northwestern en los EE. UU. descubrió por primera vez los filamentos de la Vía Láctea en la década de 1980, y desde entonces ha estado intrigado por ellos.
Según Yusuf-Zadeh, hay dos posibles explicaciones. El primero es una interacción entre los vientos galácticos y las grandes nubes; el segundo es la turbulencia dentro de campos magnéticos débiles agitados por el movimiento de las galaxias.
“Sabemos mucho sobre los filamentos en nuestro propio Centro Galáctico, y ahora los filamentos en las galaxias exteriores están comenzando a aparecer como una nueva población de filamentos extragalácticos”. Yusuf Zadeh dice
“Los mecanismos físicos subyacentes para ambas poblaciones de filamentos son similares a pesar de los entornos muy diferentes. Los objetos son parte de la misma familia, pero los filamentos fuera de la Vía Láctea son primos lejanos más antiguos, y quiero decir muy primos lejanos (en el tiempo y el espacio)”.
Alrededor de 1.000 de los filamentos, que miden hasta 150 años luz de longitud y cuelgan en arreglos extrañamente limpios y ordenados como cuerdas de arpa, se han descubierto en la Vía Láctea hasta la fecha, más recientemente gracias al radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica.
Las observaciones sensibles del telescopio del centro galáctico, penetrando a través del espeso polvo y el gas que oscurece gran parte de lo que hay dentro, expandieron la cantidad de filamentos conocidos previamente por un factor de diez. Estas observaciones de radio también revelaron que los filamentos contienen electrones de rayos cósmicos que giran en campos magnéticos a una velocidad cercana a la de la luz, y que los campos magnéticos se amplifican a lo largo de todos los filamentos.
Sin más información, averiguar por qué están allí, simplemente pasando el rato tranquilamente en el centro galáctico, iba a ser complicado. El descubrimiento de más filamentos, en cuatro cúmulos de galaxias diferentes que se encuentran entre 163 millones y 652 millones de años luz de distancia, es un gran avance.
“Después de estudiar los filamentos en nuestro propio Centro Galáctico durante todos estos años, estaba muy emocionado de ver estas estructuras tremendamente hermosas”. Yusuf Zadeh dice. “Debido a que encontramos estos filamentos en otras partes del Universo, insinúa que algo universal está sucediendo”.
Los filamentos recién descubiertos fuera de la Vía Láctea son diferentes de las estructuras similares a hilos de nuestra galaxia en varias formas bastante importantes. Están asociados con chorros y lóbulos de radiogalaxias: enormes estructuras que brotan del centro galáctico y se extienden a grandes distancias a ambos lados del plano galáctico. Los filamentos que se extienden desde estos chorros y lóbulos también son mucho más grandes que las estructuras que se ven en el centro de la Vía Láctea, entre 100 y 1000 veces más grandes.
“Algunos de ellos tienen una longitud asombrosa, hasta 200 kiloparsecs”, Yusuf Zadeh dice.
“Eso es unas cuatro o cinco veces más grande que el tamaño de toda nuestra Vía Láctea. Lo que es notable es que sus electrones permanecen juntos en una escala tan grande. Si un electrón viajara a la velocidad de la luz a lo largo del filamento, tardaría 700.000 años. Y no viajan a la velocidad de la luz”.
También son más antiguos y sus campos magnéticos son más débiles. Y, por supuesto, se extienden hacia el espacio intergaláctico, a menudo en ángulo recto con los chorros. Los filamentos de la Vía Láctea parecen estar centrados en el disco galáctico.
Por otro lado, las similitudes son fuertes. Los filamentos galácticos y extragalácticos tienen la misma relación largo-ancho, y el mecanismo de transporte de rayos cósmicos es el mismo. Si el mismo mecanismo produce todos los filamentos, debe ser algo que funcione en diferentes escalas.
Los vientos podrían ser uno de esos mecanismos. Los agujeros negros supermasivos activos y la formación estelar desenfrenada pueden generar vientos galácticos que salen en ráfagas hacia el espacio intergaláctico. Estos vientos podrían empujar hacia las tenues nubes de gas y polvo que se desplazan a través del espacio interestelar e intergaláctico, empujando el material para crear estructuras filamentosas.
Las simulaciones sugirieron otra posibilidad: turbulencia en el medio, generada por perturbaciones gravitacionales. Esta turbulencia puede crear remolinos en el medio intergaláctico, alrededor de los cuales los campos magnéticos débiles se enganchan, doblan y finalmente se estiran en filamentos con campos magnéticos fuertes.
No es una respuesta definitiva, todavía. Ni siquiera sabemos con certeza si el mismo mecanismo es responsable de ambos tipos de filamentos, o si fenómenos muy diferentes crean estructuras que se parecen asombrosamente.
“Todos estos filamentos fuera de nuestra galaxia son muy viejos”, Yusuf Zadeh dice.
“Son casi de una era diferente de nuestro Universo y, sin embargo, señalan a los habitantes de la Vía Láctea que existe un origen común para la formación de los filamentos. Creo que esto es notable”.
La investigación ha sido publicada en Las cartas del diario astrofísico.