Como o mapa foi feito: a 'caneta mágica' do ASKAP e o efeito Faraday

O coração desse feito é o ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder), um radiotelescópio de última geração operado pela CSIRO, a agência científica nacional da Austrália. Instalado no observatório de Inyarrimanha Ilgari Bundara, na Austrália Ocidental — em terras do povo Wajarri Yamaji —, o ASKAP possui um truque especial: um amplo campo de visão combinado com um sistema de rotação das antenas que permite escanear regiões enormes do céu de forma rápida e profunda .

A equipe usou dados da terceira etapa do levantamento RACS (RACS-low3), operado a uma frequência central de 887,5 MHz. O segredo está em medir o efeito de rotação de Faraday. Quando a emissão de rádio polarizada de uma galáxia distante viaja pelo espaço, ela atravessa nuvens de plasma magnetizado. Essa travessia faz o plano de polarização da onda girar — como uma dança sutil. O giro é proporcional à força do campo magnético e à densidade de elétrons ao longo do caminho. Medindo essa torção para milhares de fontes, os cientistas conseguem reconstruir onde estão os campos magnéticos e sua intensidade relativa ao longo da linha de visão .

Com a banda larga e os canais finos do ASKAP, a equipe extraiu as chamadas medidas de rotação de Faraday (RMs) de quase 4 milhões de galáxias — um conjunto 40 vezes maior do que o recorde anterior . A densidade média é de cerca de 7 fontes por grau quadrado, com um erro mediano de apenas 2,2 rad/m². É como se antes tivéssemos um esboço a lápis e, agora, uma fotografia em alta definição.

O que o mapa revelou: filamentos, 'zíperes' e interações cósmicas

As imagens mostram uma teia cósmica invisível de estruturas magnéticas que nunca havia sido vista nessa escala e riqueza de detalhes :

• Filamentos magnéticos galácticos: Estruturas lineares impressionantes cruzam os polos galácticos Norte e Sul, lembrando os filamentos de poeira e hidrogênio neutro que já conhecíamos, mas agora revelados em sua forma magnética .
• Padrão 'zíper' no plano da Via Láctea: Perto do centro da nossa galáxia, o mapa exibe um padrão quase periódico, com uma antissimetria em relação ao plano galáctico, sugerindo inversões do campo magnético ao longo da linha de visão — uma possível assinatura da barra galáctica ou da região central da Via Láctea .
• Anel de remanescente de supernova (G353-34): Uma estrutura circular de alta rotação de Faraday, antes apenas vislumbrada em mapas difusos, agora aparece com contornos nítidos .
• Interação com as Nuvens de Magalhães: O mapa fornece o contexto magnético para a dança gravitacional entre a Via Láctea e suas galáxias satélites, a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães .
• Gás magnetizado em galáxias distantes: Em um estudo complementar, os pesquisadores identificaram a maior amostra já compilada de gás circumgaláctico magnetizado, ao redor de galáxias que existiam quando o Universo tinha cerca da metade da idade atual (redshift z ~1) .

Por que isso importa mais do que parece

Os campos magnéticos não são um detalhe pitoresco do cosmos. Eles influenciam como as galáxias crescem, como a matéria se move pelo espaço e como o Universo evoluiu ao longo de bilhões de anos . Ainda assim, a origem e o papel desses campos sempre foram um quebra-cabeça. Com o SPICE-RACS, perguntas que pareciam impossíveis de responder agora estão ao alcance da ciência: "Quando os campos magnéticos surgiram no Universo?" e "Como o magnetismo da teia cósmica afeta a formação das galáxias?" .

O mapa representa o primeiro grande produto da colaboração POSSUM (Levantamento de Polarização do Céu do Magnetismo do Universo), um time internacional que usa o ASKAP para desbravar o magnetismo cósmico . Nos próximos anos, a equipe continuará refinando o mapa com observações ainda mais profundas do ASKAP. E, quando o radiotelescópio SKA — que está sendo construído no mesmo sítio do ASKAP, na Austrália — começar a operar plenamente, no final desta década, os astrônomos terão uma ferramenta capaz de revelar esses campos magnéticos com um detalhe sem precedentes .

Os dados do SPICE-RACS já estão disponíveis gratuitamente no portal de acesso da CSIRO, permitindo que cientistas do mundo inteiro repliquem os resultados e façam novas descobertas . É o começo de uma nova era para o estudo do magnetismo cósmico — um campo que, até outro dia, estava preso a mapas incompletos e agora ganha um atlas rico e multidimensional do céu inteiro .

Como o mapa foi feito: a 'caneta mágica' do ASKAP e o efeito Faraday

O coração desse feito é o ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder), um radiotelescópio de última geração operado pela CSIRO, a agência científica nacional da Austrália. Instalado no observatório de Inyarrimanha Ilgari Bundara, na Austrália Ocidental — em terras do povo Wajarri Yamaji —, o ASKAP possui um truque especial: um amplo campo de visão combinado com um sistema de rotação das antenas que permite escanear regiões enormes do céu de forma rápida e profunda .

A equipe usou dados da terceira etapa do levantamento RACS (RACS-low3), operado a uma frequência central de 887,5 MHz. O segredo está em medir o efeito de rotação de Faraday. Quando a emissão de rádio polarizada de uma galáxia distante viaja pelo espaço, ela atravessa nuvens de plasma magnetizado. Essa travessia faz o plano de polarização da onda girar — como uma dança sutil. O giro é proporcional à força do campo magnético e à densidade de elétrons ao longo do caminho. Medindo essa torção para milhares de fontes, os cientistas conseguem reconstruir onde estão os campos magnéticos e sua intensidade relativa ao longo da linha de visão .

Com a banda larga e os canais finos do ASKAP, a equipe extraiu as chamadas medidas de rotação de Faraday (RMs) de quase 4 milhões de galáxias — um conjunto 40 vezes maior do que o recorde anterior . A densidade média é de cerca de 7 fontes por grau quadrado, com um erro mediano de apenas 2,2 rad/m². É como se antes tivéssemos um esboço a lápis e, agora, uma fotografia em alta definição.

O que o mapa revelou: filamentos, 'zíperes' e interações cósmicas

As imagens mostram uma teia cósmica invisível de estruturas magnéticas que nunca havia sido vista nessa escala e riqueza de detalhes :

• Filamentos magnéticos galácticos: Estruturas lineares impressionantes cruzam os polos galácticos Norte e Sul, lembrando os filamentos de poeira e hidrogênio neutro que já conhecíamos, mas agora revelados em sua forma magnética .
• Padrão 'zíper' no plano da Via Láctea: Perto do centro da nossa galáxia, o mapa exibe um padrão quase periódico, com uma antissimetria em relação ao plano galáctico, sugerindo inversões do campo magnético ao longo da linha de visão — uma possível assinatura da barra galáctica ou da região central da Via Láctea .
• Anel de remanescente de supernova (G353-34): Uma estrutura circular de alta rotação de Faraday, antes apenas vislumbrada em mapas difusos, agora aparece com contornos nítidos .
• Interação com as Nuvens de Magalhães: O mapa fornece o contexto magnético para a dança gravitacional entre a Via Láctea e suas galáxias satélites, a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães .
• Gás magnetizado em galáxias distantes: Em um estudo complementar, os pesquisadores identificaram a maior amostra já compilada de gás circumgaláctico magnetizado, ao redor de galáxias que existiam quando o Universo tinha cerca da metade da idade atual (redshift z ~1) .

Por que isso importa mais do que parece

Os campos magnéticos não são um detalhe pitoresco do cosmos. Eles influenciam como as galáxias crescem, como a matéria se move pelo espaço e como o Universo evoluiu ao longo de bilhões de anos . Ainda assim, a origem e o papel desses campos sempre foram um quebra-cabeça. Com o SPICE-RACS, perguntas que pareciam impossíveis de responder agora estão ao alcance da ciência: "Quando os campos magnéticos surgiram no Universo?" e "Como o magnetismo da teia cósmica afeta a formação das galáxias?" .

O mapa representa o primeiro grande produto da colaboração POSSUM (Levantamento de Polarização do Céu do Magnetismo do Universo), um time internacional que usa o ASKAP para desbravar o magnetismo cósmico . Nos próximos anos, a equipe continuará refinando o mapa com observações ainda mais profundas do ASKAP. E, quando o radiotelescópio SKA — que está sendo construído no mesmo sítio do ASKAP, na Austrália — começar a operar plenamente, no final desta década, os astrônomos terão uma ferramenta capaz de revelar esses campos magnéticos com um detalhe sem precedentes .

Os dados do SPICE-RACS já estão disponíveis gratuitamente no portal de acesso da CSIRO, permitindo que cientistas do mundo inteiro repliquem os resultados e façam novas descobertas . É o começo de uma nova era para o estudo do magnetismo cósmico — um campo que, até outro dia, estava preso a mapas incompletos e agora ganha um atlas rico e multidimensional do céu inteiro .