Uma equipe internacional de astrônomos mapeou com sucesso, pela primeira vez, os canais do campo magnético que impulsionam os poderosos ventos galácticos na galáxia Arp 220, em processo de fusão, utilizando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). As observações mostram que seus rápidos fluxos moleculares possuem características magnéticas significativas, uma descoberta que ajuda a compreender como metais, poeira e raios cósmicos são transportados para o espaço ao redor da galáxia.
Ao analisar as interações entre minúsculas partículas de poeira e moléculas de gás e o campo magnético, os pesquisadores criaram o mapa da estrutura magnética mais detalhado até o momento do núcleo de formação estelar e das regiões de fluxo de Arp 220. Essa conquista fornece novos insights sobre a interação entre gravidade, formação estelar, atividade de buracos negros e magnetismo em ambientes cósmicos extremos. O artigo correspondente foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.
Arp 220 é uma galáxia infravermelha ultrabrilhante composta por duas galáxias espirais nos estágios finais de fusão. Por ser o objeto comparável mais próximo da Terra, é considerado um ponto de referência ideal para o estudo de galáxias gigantes de poeira no início do universo. "Usamos o ALMA para mapear a direção e a intensidade dos campos magnéticos nesta galáxia", disse Enrique Lopez-Rodriguez, professor associado da Universidade da Carolina do Sul e principal autor do estudo. Josep Miquel Girart, pesquisador do Instituto de Ciências Espaciais e líder da observação, acrescentou: "Isso revela novos detalhes sobre o núcleo envolto em poeira e os fluxos moleculares de Arp 220, incluindo a primeira detecção de um campo magnético ordenado transportado pelo próprio gás em fluxo através de linhas espectrais moleculares de CO polarizadas."
Observações do núcleo ocidental de Arp 220 mostram um campo magnético quase vertical paralelo a um fluxo molecular bipolar que viaja a velocidades de até aproximadamente 500 quilômetros por segundo, formando um canal de transporte magnético que se estende para fora da galáxia. A equipe de pesquisa utilizou o ALMA em modo totalmente polarizado para medir simultaneamente a polarização do contínuo de poeira e das linhas espectrais de CO com alta resolução de aproximadamente 0,24 segundos de arco, reconstruindo assim a geometria tridimensional do campo magnético.
Combinando dados sobre massa de gás, turbulência e velocidade de fluxo de saída, a equipe estimou a intensidade do campo magnético no lóbulo de fluxo de saída, encontrando um valor entre 1 e 10 miligauss, centenas a milhares de vezes mais forte que o campo magnético médio da Via Láctea. No núcleo galáctico oriental, o ALMA observou um campo magnético espiral atravessando o disco de poeira e os braços espirais, indicando que estruturas magnéticas ordenadas podem persistir nos estágios finais de fusões galácticas. Um canal de poeira altamente polarizado também foi detectado entre os dois núcleos, potencialmente transportando matéria e fluxo magnético.
Lopez-Rodriguez observou: "Arp 220 é um alvo fundamental para o estudo de como a gravidade, a formação estelar, os fortes ventos estelares e os fortes campos magnéticos interagem e influenciam a evolução galáctica." Como Arp 220 se assemelha a galáxias com surtos de formação estelar extremos no início do universo, esses resultados sugerem que campos magnéticos fortes e ordenados podem ser prevalentes em galáxias de alto desvio para o vermelho e desempenhar um papel crucial na regulação da formação estelar e do ciclo da matéria.
Observações do ALMA confirmam que os campos magnéticos são um mecanismo fundamental que impulsiona o fluxo de saída de Arp 220. O campo magnético forte e ordenado no vento galáctico atua como um canal guia, transportando matéria rica em metais e poeira para o halo de gás circundante. Essa matéria pode participar da formação e evolução da próxima geração de estrelas e galáxias.
À medida que as observações se estendem a galáxias mais distantes, os astrônomos esperam descobrir mais estruturas magnéticas cósmicas semelhantes. Este tipo de pesquisa transforma Arp 220 de um caso de fusão único em uma importante referência para a compreensão da evolução das galáxias e dos processos de ciclagem da matéria que, em última análise, moldam o universo que conhecemos hoje.
