Un estudio con más de 250.000 simulaciones revela que el universo recién nacido estaba atravesado por campos magnéticos extremadamente débiles, comparables en intensidad a las señales eléctricas que genera nuestro cerebro. Aun así, estos campos dejaron huellas que hoy pueden observarse en las estructuras cósmicas.
Un hallazgo que redefine lo que sabíamos del universo temprano
Un equipo internacional de astrofísicos ha logrado establecer los límites más precisos hasta ahora sobre los campos magnéticos primordiales —remanentes del Big Bang— gracias a un estudio publicado en Physical Review Letters. Según los resultados, estos campos tenían una intensidad de apenas 0,2 nanogauss, lo que los hace miles de millones de veces más débiles que un simple imán de nevera.
Pese a su debilidad, estas fuerzas invisibles podrían haber influido en cómo se formaron las primeras estructuras del cosmos, incluidas galaxias y estrellas.
¿Qué son los campos magnéticos primordiales?
Se trata de vestigios del universo en sus primeras fracciones de segundo. Aunque su origen aún se debate, podrían haberse generado durante fenómenos como la inflación cósmica o transiciones de fase. A nivel microscópico, estos campos habrían interactuado con el plasma bariónico, generando pequeñas perturbaciones que afectaron la distribución de la materia oscura.
Los investigadores analizaron cómo estos campos alteran el espectro de potencia —una herramienta clave para estudiar las escalas de las perturbaciones— y encontraron señales consistentes con un mayor nivel de estructura a escalas pequeñas.
El papel clave del “bosque Lyman-alfa”
Para estudiar estos campos, el equipo utilizó un fenómeno conocido como el bosque Lyman-alfa, un conjunto de líneas de absorción en la luz de quásares distantes causado por el hidrógeno neutro entre galaxias. Este patrón es especialmente sensible a alteraciones en el medio intergaláctico y permite estudiar zonas del universo poco influenciadas por efectos locales.
Gracias a su sensibilidad, el bosque Lyman-alfa se ha convertido en una herramienta poderosa para investigar los campos magnéticos cósmicos más antiguos.
Simulaciones sin precedentes: más de 250.000 modelos
El estudio se apoyó en más de 250.000 simulaciones hidrodinámicas utilizando el código P-Gadget3, adaptado para incorporar diferentes intensidades de campo magnético. Las simulaciones se contrastaron con datos reales de instrumentos como UVES (VLT) y HIRES (Keck), que capturaron con gran precisión el bosque Lyman-alfa en un periodo clave del universo, entre z = 4,2 y z = 5,0.
El modelo que mejor se ajusta a los datos implica un campo magnético muy débil, de aproximadamente 0,2 nanogauss, lo que marca un avance importante respecto a estudios anteriores basados en el fondo cósmico de microondas (CMB).
¿Un descubrimiento o solo un límite?
Aunque los resultados son sólidos, los científicos no confirman aún una detección directa de estos campos. En modelos conservadores, el análisis impone un límite superior de 0,3 nanogauss, con un nivel de confianza del 99,7%.
Esto significa que los campos magnéticos primordiales son compatibles con los datos actuales, pero se requiere una mayor precisión para confirmar su existencia inequívocamente.
Implicaciones para la formación de galaxias
Este hallazgo no solo es relevante para entender el pasado remoto del universo. Según los autores, estos campos, aunque débiles, pudieron haber influido en la formación temprana de galaxias y estrellas, al modificar la densidad del medio intergaláctico.
Modelos futuros sobre la evolución del cosmos y el análisis de datos del telescopio James Webb deberán tener en cuenta estos nuevos límites, que podrían cambiar nuestra forma de interpretar las primeras etapas del universo.
¿Qué sigue?
El siguiente paso es mejorar las observaciones del bosque Lyman-alfa mediante espectrógrafos más precisos como ESPRESSO, con el fin de reducir el ruido y aumentar la sensibilidad de las mediciones. Solo así se podrá confirmar si esos sutiles campos magnéticos realmente acompañaron al universo en sus primeros instantes.