El origen de los campos magnéticos en el Universo

Por Martin Arin

Las teorías que explican el origen de los campos magnéticos son disimiles. Una investigación de la Universidad Nacional de Colombia aporta avances importantes a uno de los modelos teóricos que explican que dichos campos se crearon en etapas tempranas del Universo. En dicha Universidad se desarrolló la investigación y se explicó la dinámica de los estudios actuales sobre los campos magnéticos.

Foto de la Galaxia M51, y a la derecha con sus campos magnéticos.

“Desde siempre estamos familiarizados con el tema. Sabemos que hay un campo magnético acá en la Tierra, que es el que orienta las brújulas y con el que los animales se guían cuando van a emigrar; además, en las estrellas se han observado campos magnéticos”.

Los campos magnéticos se han observado en todas las escalas del Universo: planetas, estrellas, galaxias, etc. Existen los estudios que se centran en su dinámica; su evolución; en qué tanto afecta a la estructura misma. Son estudios que toman el campo magnético a priori, pero no su origen. 

El campo magnético de nuestro planeta se forma como una dínamo: la rotación del planeta mezcla en el interior el hierro fundido, que genera el campo.

Quienes estudian los campos magnéticos tienen dos teorías con respecto a cuándo surgieron: “La que afirma que se generaron apenas se crearon las estructuras (galaxias, estrellas, planetas) y la otra, llamada magnetogénesis, que propone que estos campos se crearon poco tiempo después de la creación misma del Universo. Estos son campos a gran escala”.

El estudio del astrónomo se relaciona más con la magnetogenésis porque, según él, esta permite una explicación del origen del campo magnético en el Universo.

La evolución de un campo a gran escala

El estudio afirma: “Según la primera concepción, el campo magnético generado en épocas tempranas (primordial) decrece en magnitud a medida que el universo se expande, y cuando este llega a la etapa de formación de estructuras, el campo es muy pequeño para explicar las observaciones de hoy en día. La expansión del Universo hace que el campo decaiga rápidamente en un Universo homogéneo”. En el estudio se presenta una visión diferente, usando la teoría de perturbaciones cosmológicas.

De acuerdo con los investigadores, “en esta teoría, el universo no es perfecto como una esfera, sino como una esfera con chichones «inhomogénea». Entonces estudiamos la evolución del campo en ese tipo de geometría encontrando que en estas zonas inhomogéneas, el campo magnético se amplifica o se mantiene”.

Lineas de campo magnético en el cumulo de galaxias Virgo.

El hallazgo es innovador e intrigante: “Abordamos la evolución desde otro punto de visita geométrico, tratamos de mirar ese campo magnético y componerlo en toda su complejidad”.

“Partiendo de la teoría de la perturbaciones hemos encontrado una vía natural para que los campos magnéticos primordiales sean mantenidos y hasta amplificados durante la expansión del Universo”.

“El próximo paso es encontrar resultados numéricos, cuantificar los resultados; para que el fenómeno sea viable se debe corroborar el modelo teórico con las observaciones”.

Detalle del campo magnético en la parte central de la galaxia del Remolino M51.

“Sus resultados son novedosos en la generación de conocimiento, y abren nuevas perspectivas para estudiar la amplificación del campo magnético en las primeras etapas del Universo”.

Además del estudio en campos magnéticos, el grupo de Gravitación y Cosmología del Observatorio ha realizado algunos aportes en teorías alternativas de gravedad aplicadas a cosmología e incursiona en diferentes tópicos de la cosmología moderna como las lentes gravitacionales y la cinemática galáctica.