Scoperta una gigantesca “torsione” magnetica nascosta all’interno della Via Lattea.

“Senza un campo magnetico, la galassia collasserebbe su se stessa a causa della gravità”, afferma Brown, professore presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Calgary.

“Dobbiamo sapere com’è il campo magnetico della galassia adesso, in modo da poter creare modelli accurati che ne prevedano l’evoluzione.”

Questo mese, Brown e i suoi collaboratori hanno pubblicato due studi su The Astrophysical Journal e The Astrophysical Journal Supplement Series. Il loro lavoro introduce un nuovo importante set di dati che gli astronomi di tutto il mondo potranno utilizzare, insieme a un nuovo modello che spiega come il campo magnetico della Via Lattea potrebbe essere cambiato nel tempo.

Mappatura del campo magnetico della Via Lattea

Per condurre la ricerca, il team si è avvalso di un nuovo telescopio presso il Dominion Radio Astrophysical Observatory nella Columbia Britannica, una struttura gestita dal National Research Council Canada. Lo strumento ha permesso agli scienziati di esaminare il cielo settentrionale in un’ampia gamma di frequenze radio.

“L’ampia copertura permette di analizzare nel dettaglio la struttura del campo magnetico”, afferma la dottoressa Anna Ordog, autrice principale del primo studio.

Le osservazioni sono entrate a far parte del Global Magneto-Ionic Medium Survey (GMIMS), un progetto internazionale incentrato sulla mappatura del campo magnetico della Via Lattea con un livello di dettaglio senza precedenti. Il risultato è un set di dati di alta qualità che fornisce agli scienziati un quadro molto più chiaro dell’ambiente magnetico invisibile della galassia.

Tracciamento della rotazione di Faraday nello spazio

I ricercatori hanno raccolto i dati misurando un effetto chiamato rotazione di Faraday, che si verifica quando le onde radio attraversano aree ricche di elettroni e campi magnetici.

“Si può pensare a questo fenomeno come alla rifrazione. Una cannuccia in un bicchiere d’acqua appare piegata a causa dell’interazione della luce con la materia”, afferma Rebecca Booth, dottoranda che lavora con Brown e autrice principale del secondo studio. “La rotazione di Faraday è un concetto simile, ma si tratta di elettroni e campi magnetici nello spazio che interagiscono con le onde radio.”

Analizzando queste variazioni nelle onde radio, il team è stato in grado di individuare strutture magnetiche nascoste in tutta la galassia.

Una strana inversione magnetica nel braccio del Sagittario

Una delle scoperte più sorprendenti riguarda il Braccio del Sagittario, una regione della Via Lattea in cui il campo magnetico sembra invertire la sua direzione.

“Se potessimo osservare la galassia dall’alto, il campo magnetico complessivo ruoterebbe in senso orario”, afferma Brown. “Ma nel Braccio del Sagittario, ruota in senso antiorario. Non capivamo come avvenisse questa transizione. Poi, un giorno, Anna ha portato alcuni dati e io ho esclamato: ‘Oddio, l’inversione è diagonale!'”

In seguito, Booth ha ampliato le scoperte di Ordog utilizzando i dati raccolti di recente.

“Il mio lavoro presenta un nuovo modello tridimensionale per l’inversione del campo magnetico. Dalla Terra, questo apparirebbe come la diagonale che osserviamo nei dati”, spiega Booth.

La scoperta fornisce ai ricercatori un nuovo importante indizio sull’architettura magnetica nascosta della Via Lattea e potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio come le galassie si evolvono nel tempo.

Abstract

We probe the three-dimensional geometry of the large-scale Galactic magnetic field within 1 kpc of the Sun using the Dominion Radio Astrophysical Observatory Global Magneto-Ionic Medium Survey (GMIMS) of the Northern Sky (DRAGONS). DRAGONS is a new full polarization survey of the northern sky from 350 to 1030 MHz covering decl. of –20° < δ < 90° and a component of GMIMS. The first moment of the Faraday depth (FD) spectra produced from DRAGONS above 500 MHz reveals large-angular-scale FD structures with signs that alternate only once in the southern Galactic hemisphere and twice in the northern hemisphere, patterns shared by other Faraday rotation datasets. DRAGONS is the first survey to achieve high FD resolution while maintaining sensitivity to broad FD structures, enabling the first use of Galactic longitude–FD plots. These plots reveal Faraday-complex structures across the sky, indicating a slablike scenario in which emission and Faraday rotation are mixed. This complexity is overlaid on the same large-scale FD patterns that appear in the first moment map. We model these patterns as a magnetic reversal slicing through the disk on a diagonal and passing above the Sun in Galactic coordinates. We describe this reversal as a plane with a normal vector parallel to the line directed along (ℓ, b) = (1685, −60°) and estimate its distance to be between 0.25 and 0.55 kpc. Our results show that much of the observed Faraday sky may be dominated by the local magnetic field configuration.