O campo magnético raramente aparece em manchetes de notícias de ciência. Em geral é citado apenas de passagem para falar de um fenômeno que chama mais a atenção das pessoas. No entanto, entre os fenômenos astrofísicos, ele costuma ser o ator principal que participa de efeitos desde escalas de planetas até aglomerados de galáxias.

Entretanto, não somos capazes de ver diretamente um campo magnético. Podemos medir como ele interage com as partículas e, para nossa sorte, com a luz. É através da polarização da luz e do desdobramento das linhas espectrais que conseguimos identificar a presença de campos magnéticos e até medir sua intensidade e organização.

A primeira medida de campo magnético foi feita em 1908 no famoso Observatório de Monte Wilson, por George Hale. Ele mediu o chamado Efeito Zeeman nas linhas espectrais do Sol, que havia sido descoberto apenas 12 anos antes por Pieter Zeeman. A emissão ou absorção de luz por um material acontece de forma levemente diferente quando este material está imerso num campo magnético. Já se desconfiava que o Sol pudesse ter um campo magnético por causa das imagens da coroa solar nos eclipses, mas não se conseguia provar. As medidas de Hale provaram que há campo magnético nas manchas solares.

A Física começou a ter uma compreensão mais profunda do papel do magnetismo nos fenômenos astrofísicos com os trabalhos de Hannes Alfvén, na década de 1940. Ele criou a chamada magnetohidrodinâmica, que explica fenômenos magnéticos que existem em plasmas. Quando a energia é muito alta ou há radiação ionizante, elétrons e núcleos atômicos se separam, formando uma espécie de fluido de partículas eletricamente carregadas. Este fluido reage fortemente a campos magnéticos e elétricos, e também gera e carrega campos ao se movimentar. Mas como em grandes escalas o plasma é neutro, os fenômenos elétricos não são tão importantes nos fenômenos astrofísicos.

O mesmo não ocorre com os campos magnéticos. A dinâmica do plasma consegue amplificar muitas vezes o campo e torná-lo relevante, por exemplo, em discos de acréscimo em torno de estrelas ou até mesmo buracos negros. Mas até em escalas maiores, como de galáxias, existe um meio interestelar que tem um campo magnético galáctico. Em galáxias espirais ele chega a ficar ordenado nos braços espirais.

Hoje nós entendemos que o campo magnético é responsável até pela formação de novas estrelas. Quando uma nuvem de gás colapsa e forma um disco para formar uma estrela no centro, o material não pode simplesmente cair na direção da proto-estrela. Ele está girando e ao cair aumenta muito a velocidade de rotação. O processo para a uma certa distância quando as forças de gravidade e centrífuga se equilibram. É a turbulência do plasma do disco, gerada por fenômenos magnéticos, que leva parte desta rotação para as regiões externas, permitindo que o material enfim colapse até formar a estrela.

Mas ainda há muita coisa que não entendemos. Por exemplo, existe um campo magnético primordial que permeia até mesmo as regiões vazias entre aglomerados de galáxias, em escalas de milhões de anos-luz? E, caso exista, como se formou? De qualquer modo, quando ouvir falar de campo magnético novamente, fique atento, pois ele costuma estar nos bastidores dos efeitos discutidos em primeiro plano.

Prof. Alexandre Zabot

Referências

• Hale, G. E. (1908). On the Probable Existence of a Magnetic Field in Sun-Spots. ApJ 28, 315. ADS

• Durrer, R. & Neronov, A. (2013). Cosmological magnetic fields. Their generation, evolution and observation. A&A Rev. 21, 62. ADS

• Tripathi, B. et al. (2026). Large-scale dynamos driven by shear-flow-induced jets. Nature 649, 848. DOI