A Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO), a agência científica nacional da Austrália, e o Observatório Internacional Square Kilometer Array (SKAO) lançaram em conjunto o maior e mais detalhado mapa do campo magnético cósmico até o momento, apresentando a estrutura do campo magnético cósmico originalmente "invisível" com detalhes sem precedentes. O novo mapa, denominado SPICE-RACS, cobre cinco vezes mais área do que todos os estudos anteriores deste tipo combinados e é considerado um marco importante na compreensão de como a energia é distribuída e transportada no universo.
Os novos resultados baseiam-se no radiotelescópio ASKAP em Inyarrimanha Ilgari Bundara (base operacional ASKAP) na Austrália Ocidental. Esta instalação faz parte do CSIRO e é responsável pela varredura de grandes áreas do céu em busca de sinais de rádio no ASKAP Rapid Continuous Survey (RACS). Já em 2020, o ASKAP concluiu o maior e mais rápido levantamento de rádio da época, estabelecendo as bases para este mapeamento do campo magnético.
Segundo a equipe de pesquisa, o mapa SPICE-RACS é baseado em um princípio físico: quando a luz passa por um campo magnético, sua polarização é invertida. Ao medir o grau de rotação dos sinais de rádio de todas as direções do universo durante a sua propagação, e combiná-lo com os dados registados pelo ASKAP, os cientistas podem inferir a localização e a força destes campos magnéticos. Alec Thomson, um dos líderes do projeto e atualmente cientista comissionado no SKAO, disse que esta é a primeira vez que os investigadores conseguem analisar detalhadamente a estrutura do meio interestelar próximo numa escala tão grande, enquanto estudam sistematicamente um grande número de galáxias distantes.
Para construir o mapa, a equipa reprocessou dados de quase todas as galáxias detectadas no rastreio RACS. “Extraímos medições de rotação de todas as galáxias detectadas pelo RACS, que totaliza quase quatro milhões de objetos, e reprocessamos os dados brutos do ASKAP para obter uma imagem mais completa do campo magnético cósmico”, disse Thomson. Na sua opinião, isto proporciona um tamanho de amostra sem precedentes para explorar estruturas magnéticas desde o ambiente local da Via Láctea até ao Universo distante.
A comunidade científica há muito reconhece que os campos magnéticos desempenham um papel fundamental na formação do ambiente na Terra e no espaço, mas tem sido difícil observá-los diretamente. Por exemplo, sem a protecção do campo geomagnético exterior da Terra, o fluxo de partículas de alta energia provenientes do Sol (vento solar) reduziria enormemente a habitabilidade da Terra. No entanto, em comparação com a gravidade ou a radiação electromagnética, os humanos ainda sabem muito pouco sobre a origem e evolução dos campos magnéticos à escala cósmica, que é principalmente limitada pelos métodos observacionais.
A professora Naomi McClure-Griffiths, cientista-chefe do SKAO, destacou que nas últimas duas décadas, a comunidade astronômica confiou basicamente no mesmo conjunto limitado de dados para estudar o campo magnético cósmico, e esses dados nem sequer cobrem todo o céu meridional. “Agora podemos finalmente responder a algumas das ‘grandes questões’ sobre a estrutura magnética do Universo com uma visão mais completa do céu”, disse ela. O SPICE-RACS permite aos cientistas estudar as interações da Via Láctea com galáxias vizinhas, como as Nuvens de Magalhães, em escala galáctica e analisar o papel que os campos magnéticos desempenham.
Mais importante ainda, espera-se que o novo mapa ajude a responder à questão fundamental de “quando surgiu o campo magnético cósmico?” McClure-Griffiths disse que, no passado, os pesquisadores acreditavam que tais problemas eram quase impossíveis de resolver através de métodos observacionais, mas agora, com o surgimento de pesquisas de polarização em larga escala e de alta sensibilidade, "essa visão não é mais verdadeira". Ao contar as características do campo magnético das galáxias em diferentes momentos e distâncias, os pesquisadores têm a oportunidade de reconstruir a trajetória de geração e evolução do campo magnético na história do universo.
Juntamente com a divulgação dos dados, a CSIRO também disponibilizará conjuntos de dados relevantes para investigadores científicos de todo o mundo num formato aberto. Tim Galvin, astrónomo do CSIRO envolvido no projecto, disse que estes recursos serão livremente acessíveis a qualquer equipa, seja para investigação independente ou para replicar resultados existentes. Ele enfatizou que os dados abertos não apenas facilitam que mais equipes de pesquisa explorem novos problemas científicos, mas também ajudam a fortalecer o princípio fundamental da "reprodutibilidade" na pesquisa científica.
A plataforma do portal de dados da CSIRO é, portanto, considerada uma importante infra-estrutura de investigação científica, não apenas para investigadores profissionais, mas também acolhe a exploração aprofundada pelo público curioso sobre dados astronómicos e científicos. Galvin destacou que múltiplas equipes de pesquisa estão atualmente trabalhando nos dados deste projeto e continuam a produzir novos resultados, o que comprova ainda mais o valor científico desta biblioteca de recursos.
A equipe de cooperação internacional participante deste trabalho é denominada grupo de cooperação "Cosmic Magnetic Polarization Survey (POSSUM)", que é composto por instituições de pesquisa multinacionais. Embora o SPICE-RACS seja considerado um dos mapas mais abrangentes do campo magnético cósmico atualmente disponíveis, a equipe enfatiza que este é apenas o ponto de partida para planos futuros para observações em maior escala e de maior precisão. Com a nova geração de instalações de rádio, como o telescópio Square Kilometer Array, totalmente colocada em operação, espera-se que o "mapa" da humanidade da estrutura magnética oculta do universo continue a se expandir e a se atualizar.
Segundo relatos, os resultados desta pesquisa foram aceitos pelas Publicações da Sociedade Astronômica da Austrália, mas o processo de revisão por pares ainda não foi concluído. A equipa de investigação e a CSIRO declararam num comunicado de imprensa que continuarão a melhorar os dados e métodos no futuro, e esperam que a comunidade global de investigação científica levante mais questões e explicações nesta base para aprofundar a compreensão humana do campo magnético cósmico e o seu papel na evolução do universo.