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El radiotelescopio gigante chino FAST ha detectado una fuerza de campo magnético precisa en la nube molecular L1544, una región del medio interestelar que parece lista para formar estrellas.
Los campos magnéticos son los ingredientes esenciales, pero a menudo desconocidos, del medio interestelar y del proceso de formación de las estrellas, y ese desconocimiento que les rodea puede atribuirse a la falta de sondeos experimentales.
Mientras que a principios del siglo XIX Michael Faraday ya investigaba la relación entre el magnetismo y la electricidad con bobinas en el sótano de la Royal Institution, actualmente los astrónomos siguen sin poder desplegar bobinas a años luz de distancia.
El equipo dirigido por el doctor Li Di, de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China (NAOC),empleó la técnica llamada de autoabsorción estrecha de HI (HINSA), concebida por primera vez por Li Di y Paul Goldsmith a partir de datos del hoy desaparecido radiotelescopio de Arecibo en 2003. Sus hallazgos se publican en Nature.
La sensibilidad de FAST facilitó una clara detección del efecto Zeeman de HINSA. Los resultados sugieren que estas nubes alcanzan un estado supercrítico, es decir, están preparadas para el colapso, antes de lo que sugieren los modelos estándar.
"El diseño de FAST de enfocar las ondas de radio en una cabina con cables da como resultado una óptica limpia, que ha sido vital para el éxito del experimento Zeeman de HINSA", explica Li.
El efecto Zeeman -la división de una línea espectral en varios componentes de frecuencia en presencia de un campo magnético- es la única sonda directa de la intensidad del campo magnético interestelar. Este efecto es pequeño ya que el desplazamiento de frecuencia que se origina en las nubes correspondientes es de sólo unas milmillonésimas de las frecuencias intrínsecas de las líneas emisoras.
En 2003, se descubrió que los espectros de las nubes moleculares contienen una característica de hidrógeno atómico llamada HINSA, que es producida por átomos de hidrógeno enfriados mediante colisiones con moléculas de hidrógeno. Desde que se detectó en el telescopio de Arecibo, el efecto Zeeman de HINSA se ha considerado una prometedora sonda del campo magnético en las nubes moleculares.
HINSA tiene una intensidad de línea entre 5 y 10 veces superior a la de los trazadores moleculares. También presenta una respuesta relativamente fuerte a los campos magnéticos y, a diferencia de la mayoría de los trazadores moleculares, es robusto frente a las variaciones astroquímicas.
Las mediciones de HINSA realizadas por FAST sitúan la intensidad del campo magnético en L1544 en unos 4 micro Gauss, es decir, 6 millones de veces más débil que el de la Tierra. Un análisis combinado con la absorción del cuásar (agujero negro supermasivo activo) y la emisión de hidroxilos también reveló una estructura de campo magnético coherente en todo el medio neutro frío, la envoltura molecular y el núcleo denso, con una orientación y magnitud similares.
Por tanto, la transición de la subcriticidad magnética a la supercriticidad -es decir, cuando el campo puede y no puede soportar la nube contra la gravedad, respectivamente- se produce en la envoltura y no en el núcleo, en contraste con la imagen convencional.
Cómo se disipa el campo magnético interestelar para permitir el colapso de la nube sigue siendo un problema sin resolver en la formación de estrellas. La principal solución propuesta ha sido durante mucho tiempo la difusión ambipolar -el desacoplamiento de las partículas neutras del plasma- en los núcleos de las nubes.
La coherencia del campo magnético revelada por el efecto Zeeman de HINSA significa que la disipación del campo se produce durante la formación de la envoltura molecular, posiblemente a través de un mecanismo diferente a la difusión ambipolar.
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