Cientistas conseguiram reproduzir em supercomputadores um processo que pode explicar como o Universo cria gigantescos campos magnéticos organizados a partir de movimentos turbulentos e caóticos no plasma cósmico.

A descoberta pode ajudar pesquisadores a entender fenômenos ligados a estrelas, galáxias, buracos negros, colisões de estrelas de nêutrons e até tempestades solares capazes de afetar a Terra. O estudo foi liderado por pesquisadores da University of Wisconsin–Madison e publicado na revista científica Nature.

Simulações gigantescas revelaram padrão

Os campos magnéticos influenciam diversos processos do Universo, desde o comportamento de partículas de alta energia até a formação de galáxias inteiras.

Embora campos magnéticos pequenos sejam normalmente turbulentos e desorganizados, estruturas magnéticas gigantes observadas no espaço aparecem de forma surpreendentemente ordenada — algo que intriga cientistas há décadas.

Os pesquisadores buscavam entender justamente como movimentos caóticos no plasma espacial poderiam gerar estruturas tão organizadas em grande escala.

Para investigar o problema, os cientistas realizaram cerca de 90 simulações utilizando aproximadamente 100 milhões de horas de processamento em supercomputadores.

Segundo o estudo, o modelo computacional utilizou 137 bilhões de pontos de grade em um ambiente tridimensional e gerou cerca de 0,25 petabytes de dados. As simulações mostraram que grandes campos magnéticos podem surgir quando fluxos turbulentos de plasma desenvolvem estruturas organizadas semelhantes a jatos.

Os pesquisadores também descobriram que a presença constante de gradientes de velocidade — quando partes de um sistema se movem em velocidades diferentes — foi essencial para a formação dessas estruturas magnéticas organizadas. Quando esse gradiente não era mantido nas simulações, os campos magnéticos de grande escala não apareciam.

Descobertas revelam pistas sobre Sol e buracos negros

Segundo os autores, os resultados podem contribuir para pesquisas sobre formação de buracos negros, fusões de estrelas de nêutrons e ejeções solares. Esses fenômenos estão ligados ao chamado clima espacial, que pode afetar satélites, redes elétricas e sistemas de comunicação na Terra.

A pesquisa também pode ajudar cientistas da astronomia multimensageira, área que combina diferentes tipos de sinais cósmicos — como luz, partículas e ondas gravitacionais — para estudar eventos extremos do Universo.

Estudo desafia teoria investigada há 70 anos

Os chamados “dínamos magnéticos”, responsáveis pela geração de campos magnéticos, são estudados há cerca de 70 anos. Segundo os pesquisadores, teorias anteriores conseguiam produzir apenas estruturas magnéticas pequenas e desorganizadas, diferentes dos enormes campos observados no cosmos.

O novo estudo propõe uma explicação para a formação desses campos gigantes a partir da interação entre turbulência e fluxos de cisalhamento no plasma.