Mapa do campo magnético invisível da Via Láctea

Da Terra, a galáxia parece quase imóvel. As estrelas se deslocam apenas de forma imperceptível, e a Via Láctea atravessa lentamente o céu noturno, passando a sensação de uma estabilidade silenciosa.

Só que essa tranquilidade engana. A galáxia está sob tensão o tempo todo: o gás circula, e forças atuam a cada segundo para impedir que tudo se desfaça.

Entre essas forças, uma das mais decisivas não pode ser vista. É o campo magnético que permeia a Via Láctea, ajudando a galáxia a manter sua forma e a se transformar ao longo do tempo.

Há décadas, astrônomos sabem que esse campo magnético precisa existir. Sem ele, gás e poeira acabariam colapsando para dentro sob a ação da gravidade, e a galáxia não permaneceria como a conhecemos.

O que faltava era enxergar como esse campo realmente é - e de que modo ele se enrola, se desloca e muda de direção ao longo da Via Láctea. Agora, essa imagem começa finalmente a se definir.

A força invisível da galáxia

Uma equipe coordenada pela Dra. Jo-Anne Brown, professora de física e astronomia na Universidade de Calgary, decidiu mapear o campo magnético da Via Láctea ao longo do céu do hemisfério norte.

“Sem um campo magnético, a galáxia colapsaria sobre si mesma por causa da gravidade”, afirmou a Dra. Brown. “Precisamos saber como é o campo magnético da galáxia agora, para que possamos criar modelos precisos que prevejam como ela vai evoluir.”

O trabalho deu origem a dois estudos recém-publicados e, para o futuro, a um resultado ainda mais útil: um conjunto de dados completo e de alta qualidade, que pesquisadores do mundo inteiro já podem aproveitar.

Junto desse material, os autores também apresentam um novo modelo que ajuda a explicar como o campo magnético da Via Láctea se modificou com o passar do tempo.

Ouvindo a galáxia em ondas de rádio

Para construir o mapa, o grupo recorreu a um novo radiotelescópio no Observatório Radioastrofísico Dominion, na Colúmbia Britânica.

O equipamento varre o céu em várias frequências de rádio, o que permite aos cientistas identificar mudanças sutis produzidas por campos magnéticos no espaço.

“A ampla cobertura realmente permite chegar aos detalhes da estrutura do campo magnético”, disse a Dra. Anna Ordog, autora principal do primeiro estudo.

Os dados vieram de um projeto chamado Levantamento Global do Meio Magnetoiônico, ou GMIMS. O foco do levantamento é entender como campos magnéticos interagem com partículas carregadas distribuídas pela galáxia.

Com isso, foi possível criar uma das visões mais detalhadas já obtidas do ambiente magnético da Via Láctea.

Rastreamento do campo magnético da Via Láctea

A principal medida por trás dessa pesquisa é um fenômeno conhecido como rotação de Faraday. Ele descreve como ondas de rádio se alteram ao atravessar campos magnéticos e nuvens de elétrons no espaço.

“Você pode pensar nisso como refração. Um canudo em um copo com água parece torto por causa da forma como a luz interage com a matéria”, explicou Rebecca Booth, doutoranda e autora principal do segundo estudo.

“A rotação de Faraday é uma ideia parecida, só que são elétrons e campos magnéticos no espaço interagindo com ondas de rádio.”

Ao acompanhar cuidadosamente essas variações em diferentes partes do céu, os pesquisadores conseguiram traçar a orientação e o desenho do campo magnético.

Uma inversão estranha dentro da Via Láctea

Uma área em especial chamou atenção. O Braço de Sagitário, na Via Láctea, não se comporta como o restante da galáxia.

“Se fosse possível olhar para a galáxia de cima, o campo magnético geral estaria no sentido horário”, disse a Dra. Brown. “Mas, no Braço de Sagitário, ele está no sentido anti-horário. Não entendíamos como acontecia a transição.”

“Então, um dia, a Anna trouxe alguns dados, e eu pensei: ‘MEU. DEUS., a reversão é diagonal!’”

O padrão diagonal não era esperado. Ele indicou que a mudança de direção não acontece de modo brusco nem simples.

Em vez disso, ela atravessa a galáxia em um ângulo, revelando uma organização mais complexa do que a sugerida por modelos anteriores.

Booth aprofundou essa descoberta ao investigar como, dentro do Braço de Sagitário, o campo magnético inverte o sentido.

“Meu trabalho apresenta um novo modelo tridimensional para a reversão do campo magnético. Da Terra, isso apareceria como a diagonal que observamos nos dados”, observou Booth.

Um ponto de partida para estudos futuros

Mesmo invisíveis, campos magnéticos atuam o tempo todo em uma galáxia. Eles ajudam a orientar o movimento do gás, influenciam onde as estrelas se formam e afetam como as galáxias se transformam ao longo de períodos muito longos.

Um mapa detalhado do campo magnético da Via Láctea oferece aos cientistas uma base confiável para pesquisas futuras - muitas delas voltadas para além da nossa própria galáxia.

O que parece ser vazio no espaço está longe de ser, de fato, vazio. Com esse trabalho, a estrutura oculta que mantém a Via Láctea coesa deixa de ser apenas uma hipótese: passa a ser algo que astrônomos podem examinar, testar e desenvolver por muitos anos.

O estudo completo foi publicado na revista O Jornal Astrofísico.