Los relativista llora el jet Son estructuras de materia y energía que emergen a velocidades extremas de los objetos astrofísicos. Han fascinado a los científicos durante décadas. Estos flujos, que Pueden originarse en ambos agujeros negros supermasivo como en estrellas en entrenamientodestacan por su capacidad para mantenerse increíblemente concentrados en lugar de dispersarse en el espacio. ¿Qué mecanismo permite que estas estructuras sean tan estables a distancias inmensas? Este misterio ha sido durante años uno de los grandes desafíos de la astrofísica moderna.
Ahora, un equipo internacional de investigadores, del que forma parte el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha encontrado el primer fuerte evidencia de un campo magnético helicoidal en un chorro protoestelar, HH 80-81. Este descubrimiento, publicado en la revista Cartas de revistas astrofísicas resuelve un aspecto crucial del rompecabezas y confirma que el mecanismo que da forma a estos chorros es universal. Gracias a las observaciones realizadas con el radiotelescopio Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), se ha demostrado que este campo magnético helicoidal es el responsable de la colimación de chorros, tanto en galaxias lejanas como en regiones cercanas de nuestra galaxia.
Los chorros cósmicos son flujos de materia altamente concentrados que emergen de discos de acreción alrededor de diferentes objetos astrofísicos. Estos chorros pueden extenderse a distancias colosales y, en muchos casos, alcanzar velocidades cercanas a la luz. Sin embargo, su estabilidad a lo largo de estas trayectorias siempre ha planteado un desafío para los modelos teóricos. colimaciónel proceso que permite que estos flujos no se dispersen, parecía depender de un mecanismo universal, pero hasta ahora carecíamos de evidencia clara que lo demostrara.
La idea principal que sustenta la teoría de la colimación se basa en la interacción entre el material ionizado del disco de acreción y el campo magnético que lo rodea. Según este modelo, El campo magnético adopta una forma helicoidal que actúa como guía para las partículas cargadas.manteniéndolos enfocados a lo largo del eje del chorro. Aunque estas predicciones habían sido parte de la teoría durante décadas, la dificultad para observar directamente estos campos magnéticos había limitado nuestra capacidad para confirmar su existencia.
El reciente descubrimiento en HH 80-81 es especialmente importante porque proporciona evidencia directa de una campo magnético helicoidal. Este tipo de campo, con estructura en forma de espiral, se había observado previamente en chorros extragalácticos, pero nunca en un sistema protoestelar tan cercano. Este logro fue posible gracias a técnicas avanzadas como Medición de rotación de Faradayque analiza cómo se ven afectadas las ondas electromagnéticas al pasar por un medio magnetizado.
El análisis permitió a los investigadores mapear la orientación tridimensional del campo magnético en HH 80-81. Descubrieron que el campo helicoidal combina componentes poloidales y toroidales. El componente poloidal, que se alinea con el eje del chorro, es más prominente en las regiones exteriores, mientras que el toroidal, que envuelve el eje del chorro como un anillo, domina en el centro. Esta estructura helicoidal es crucial para mantener concentrado el flujo de materia y evitar su dispersión.
Este hallazgo tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de los chorros cósmicos. Al demostrar que los chorros de estrellas jóvenes y los de galaxias activas comparten una estructura magnética similar, la idea de que existe una mecanismo de colimación universal. Este mecanismo sería independiente del tamaño o naturaleza del objeto central que lo genera.
El término “tornillo” En el título se utiliza una metáfora que Describe intuitivamente la forma helicoidal del campo magnético descubierto en los chorros cósmicos.. Este campo helicoidal funciona como una estructura en espiral tridimensional que guía y concentra el flujo de partículas cargadas, de forma similar a cómo las roscas de un tornillo canalizan su movimiento. Esta configuración no sólo proporciona estabilidad al chorro, sino que también asegura que las partículas sigan trayectorias bien definidas, permitiendo que material y energía sean expulsados con precisión del sistema central, ya sea una estrella joven o un agujero negro supermasivo. Este “tornillo cósmico” es esencial para comprender cómo los chorros logran extenderse a grandes distancias sin dispersarse.
Uno de los aspectos más destacados del estudio es la comparación entre chorros protoestelares y chorros asociados a agujeros negros supermasivos. Aunque estos sistemas operan a escalas muy diferentes, comparten características fundamentales. En ambos casos, el campo magnético helicoidal Actúa como un esqueleto que guía el flujo de materia.. Esto sugiere que la colimación magnética es un proceso universal, aplicable a una amplia gama de objetos astrofísicos.
En 2010 se cartografió por primera vez la orientación bidimensional del campo magnético en un chorro protoestelar, pero este nuevo estudio va mucho más allá. Al incluir la dirección a lo largo de la línea de visión, los investigadores pudieron obtener una imagen tridimensional del campo magnético, algo que nunca se había logrado con este nivel de detalle. Esto demuestra que los chorros protoestelares, al estar más cerca, son laboratorios ideales para estudiar fenómenos universales como la colimación magnética.
Por otro lado, el HH 80-81 tiene una ventaja única: tanto el chorro como el contrachorro son visibles, lo que permite analizar ambas partes del flujo. En comparación, los chorros extragalácticos suelen estar dominados por el efecto Doppler, que oscurece la parte alejada del observador.
Este descubrimiento abre nuevas oportunidades para investigar la campos magnéticos en el universo. Instrumentos más avanzados, como el Square Kilometer Array (SKA) o el Next Generation Very Large Array (ngVLA), permitirán estudiar los chorros con mayor sensibilidad y detalle. Esto podría ayudar a responder preguntas pendientes, como el origen exacto del campo magnético helicoidal y su relación con el disco de acreción.
El estudio de HH 80-81 también podría inspirar la investigación de otros objetos cercanos, como los chorros de estrellas de baja masa. Aunque estos chorros suelen ser menos energéticos, podrían proporcionar información complementaria sobre los procesos de colimación. Por otro lado, Ampliar estas técnicas a los microcuásares de la Vía Láctea podría revelar similitudes adicionales entre chorros de diferentes escalas y orígenes..
Finalmente, este avance no sólo mejora nuestra comprensión de los chorros cósmicos, sino que también subraya la importancia de los campos magnéticos en la formación y evolución de las estructuras del universo. La colimación magnética no es un fenómeno aislado, sino un principio fundamental que conecta algunos de los procesos más dinámicos y energéticos del cosmos.
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