Astrofísicos logran simular con gran precisión la turbulencia magnética en la Vía Láctea utilizando un nuevo modelo computacional

Un equipo de astrónomos ha desarrollado una innovadora simulación por computadora para explorar, con un detalle sin precedentes, el magnetismo y la turbulencia en el medio interestelar (ISM), el vasto océano de gas y partículas cargadas que se encuentra entre las estrellas en la Vía Láctea. Esta simulación, publicada en el prestigioso Nature Astronomy, es la más potente hasta la fecha y requiere la capacidad computacional de la supercomputadora SuperMUC-NG del Centro de Supercomputación Leibniz (Alemania).

James Beattie, autor principal del artículo e investigador postdoctoral en el Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA) de la Universidad de Toronto, espera que el modelo proporcione nuevos conocimientos sobre el ISM, el magnetismo de la Vía Láctea en su conjunto y fenómenos astrofísicos como la formación de estrellas y la propagación de rayos cósmicos. "Esta es la primera vez que podemos estudiar estos fenómenos con este nivel de precisión y en estas diferentes escalas", afirmó Beattie.

El estudio también fue realizado en colaboración con investigadores de la Universidad de Princeton, la Universidad Nacional Australiana y la Universidad de Heidelberg, entre otros centros internacionales. El avance tiene implicaciones para entender mejor fenómenos como la turbulencia magnetizada, que afecta tanto a escalas pequeñas como grandes dentro del cosmos.

“La turbulencia sigue siendo uno de los mayores problemas sin resolver de la mecánica clásica”, explicó Beattie, quien también ocupa un puesto en la Universidad de Princeton. “Esto a pesar de que la turbulencia es omnipresente en fenómenos tan variados como el viento solar, el plasma intergaláctico y las formaciones turbulentas dentro de las galaxias”.

La simulación ha permitido una resolución mucho mayor que los modelos anteriores, proporcionando una visión más precisa de cómo los campos magnéticos pueden alterar los flujos turbulentos dentro del espacio interestelar. El modelo tiene el potencial de mejorar nuestra comprensión del campo magnético general de la Vía Láctea y de procesos más cercanos a la Tierra, como el viento solar.

Beattie destacó que este modelo también tiene implicaciones para la formación estelar, explicando que la presión magnética se opone a la formación de estrellas al empujar hacia afuera contra la gravedad. "Ahora podemos cuantificar con detalle qué esperar de la turbulencia magnética en esas escalas", dijo.

El modelo es escalable y se puede ajustar a diferentes tamaños, desde la observación de fenómenos a escala galáctica hasta procesos más cercanos y compactos. Su mayor resolución también ayudará a estudiar la dinámica de los campos magnéticos, un área clave para la investigación astrofísica moderna.

Mientras se continúa desarrollando la siguiente generación del modelo, Beattie también ha comenzado a probar la simulación con datos obtenidos de observaciones del sistema Sol-Tierra. "Estamos viendo cómo el modelo coincide con los datos existentes sobre el viento solar y la interacción con la Tierra", comentó.

Este avance se produce en un momento de creciente interés en la turbulencia astrofísica y con el lanzamiento de nuevos instrumentos, como el Square Kilometre Array (SKA), que serán cruciales para medir con gran detalle las fluctuaciones en los campos magnéticos turbulentos de toda la galaxia.

“Lo fascinante de la turbulencia es su universalidad", dijo Beattie. “Desde el plasma intergaláctico hasta un remolino en una taza de café, la turbulencia se presenta de manera similar en muchos contextos, lo que la convierte en una de las áreas más emocionantes de la investigación astrofísica”.

Referencias: DOI: 10.1038/s41550-025-02551-5