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1 de Diciembre de 2015
Cosmología

Campos magnéticos cósmicos: reliquias de la gran explosión

La estructura de los campos magnéticos intergalácticos podría ayudar a entender la asimetría entre materia y antimateria en el universo.

Recreación artística del telescopio de rayos gamma Fermi, de la NASA. [NASA/Sonoma State]

Los efectos del magnetismo en el cosmos se han observado en todo tipo de entornos, desde el centro de la Vía Láctea hasta los núcleos galácticos activos (AGN, por sus siglas en inglés) situados en los confines del universo. La energía magnética desempeña un papel determinante en la formación y evolución de estrellas y galaxias, por lo que su estudio resulta clave para entender el universo. Sin embargo, y a pesar de su importancia, el origen de los campos magnéticos cósmicos sigue siendo desconocido.

Se cree que en las galaxias existen «procesos de dinamo» capaces de amplificar campos extremadamente débiles hasta las magnitudes observadas en la actualidad. No obstante, ignoramos la procedencia de esas semillas magnéticas. ¿Fueron generadas por procesos astrofísicos en épocas recientes, o se crearon durante los primeros instantes que siguieron a la gran explosión? La pregunta reviste un gran interés ya que, de confirmarse su origen primigenio, el estudio de los campos magnéticos cósmicos nos permitiría acceder a los primeros instantes del universo y, con ello, a la física de partículas en un régimen de energías imposible de alcanzar en los aceleradores terrestres.

En lo que respecta a la creación de campos magnéticos primordiales, un momento de especial relevancia en la evolución cósmica fue la transición electrodébil: cuando el universo apenas contaba una diezmilmillonésima de segundo de vida, el campo de Higgs adquirió su valor actual en el vacío, con lo que la interacción débil y la electromagnética se diferenciaron y las partículas elementales adquirieron sus respectivas masas. Sorprendentemente, varios estudios teóricos han argumentado que dicho proceso habría dejado una huella en el cosmos visible aún hoy: campos magnéticos helicoidales.

El año pasado, fruto de una colaboración internacional dirigida por Tanmay Vachaspati, de la Universidad estatal de Arizona, y en la que participó el autor de este artículo, descubrimos indicios de la existencia de campos magnéticos helicoidales en el espacio intergaláctico gracias a un análisis del fondo cósmico de rayos gamma. Si hasta entonces las pruebas directas sobre los primeros instantes del universo se remontaban hasta pocos minutos después de la gran explosión (la época de la nucleosíntesis), estas observaciones nos colocan catorce órdenes de magnitud más cerca del nacimiento del cosmos.

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