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MAGNETISMO CÓSMICO
ElisaBete de Gouveia Dal Pino
IAG-USP
Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017
![Page 2: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/2.jpg)
Por exemplo, os imas tem a propriedade de atrair os metais
Bussola: agulha imantada que aponta sempre para o Norte!
magnetismo e um fenomeno muito conhecido por nos
![Page 3: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/3.jpg)
Magnetismo conhecido desde a Grecia antiga
pedra magnetita
IMA Natural
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O Que e o Magnetismo ?
E um fenomeno fisico produzido pelo movimento de cargas eléctricas, que resulta em forcas atrativas e repulsivas entre os objetos: Forcas Magneticas!
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O que e Magnetismo ?
o fenomeno do magnetismo e "mediado" pelo campo magnético.
![Page 6: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/6.jpg)
O que e Magnetismo ?
O fenomeno do magnetismo e "mediado" pelo campo magnético.
![Page 7: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/7.jpg)
O que e Magnetismo ?
corrente elétrica através do fio metálico produz campo magnético igual ao ima
![Page 8: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/8.jpg)
Terra: Ima gigante
1600: William Gilbert, médico da rainha Elisabete I, estudou a inclinacao da agulha magnética da bussola e chegou `a conclusao que "a Tierra e’ um ima gigante"
![Page 9: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/9.jpg)
Mais de 90% da materia
visivel no Universo:
fluido de cargas em
movimento com campos
magneticos
=
PLASMA
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CAMPOS MAGNÉTICOS
NO SOL
Sol: fluido condutor (PLASMA)
Na coroa (2 x 106 graus Celcius):
arcos magnéticos (30.000-100.000 km)
Manchas Solares:
B = 500-4000 vezes BTerra
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Sol eTerra
![Page 12: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/12.jpg)
Sol e Terra
![Page 13: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/13.jpg)
Qual a origem do campo
magnetico no Sol ?
Dínamo
![Page 14: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/14.jpg)
Dinamo: Rotacao + Conveccao do fluido carregado
Shibata
2005
![Page 15: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/15.jpg)
Campos magnéticos em outros
planetas
●
JUPITER
-
![Page 16: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/16.jpg)
Campos magnéticos em outros
planetas
●
JUPITER
-
![Page 17: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/17.jpg)
Campos magnéticos em estrelas moribundas
Pulsar
Ana Branca: o Sol de amanha
![Page 18: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/18.jpg)
Campos magnéticos em estrelas moribundas
Pulsar
Ana Branca: o Sol de amanha
![Page 19: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/19.jpg)
Nossa Galaxia: a Vía Láctea
![Page 20: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/20.jpg)
Campos magnéticos na Vía Láctea
Campo magnético da galaxia: 1 Milhao de vezes menor que o da Terra!
![Page 21: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/21.jpg)
Campos magnéticos na Vía Láctea
Campo magnético da galaxia: 1 Milhao de vezes menor que o da Terra!
![Page 22: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/22.jpg)
Origen dos campos magnéticos da Vía Láctea
Sementes de campos magnéticos das explosoes de supernovas: amplificados pela rotacao gerando campos espirais
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Campos magnéticos no nucleo da
Via Láctea
buraco negro no núcleo da nossa galaxia Descoberta de um jato de raios gama: 27000 lyr
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Campos magnéticos em outras galaxias
![Page 25: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/25.jpg)
Magnetismo Intergaláctico
![Page 26: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/26.jpg)
Origem do Magnetismo nos
aglomerados de Galaxias ?
Ventos e jatos de Galaxias
Amplificacao por turbulencia
![Page 27: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/27.jpg)
Campos Magnéticos no Universo Primordial?
Fisica de Particulas Astrofisica
![Page 28: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/28.jpg)
O eco do Big Bang e o eco do Universo
magnético?
Campos Magnéticos podem haver afetado
a flutuacoes da Radiacao Cósmica?
Fundo Cósmico da Radiacao de Microondas (satelite PLANCK)
![Page 29: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/29.jpg)
LOFAR
ALMA
LLAMA (Argentina-
Brazil) (2016)
PLANCK
SKA (2020)
CTA (2020)
Instrumentos do Seculo 21
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GAPAE:
MHD Simulations
Star Formation - Magnetic turbulence connection Clusters of
Galaxies
Galactic winds
Jets & accretion disks
Solar Dynamo
Particle acceleration around black holes
![Page 31: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/31.jpg)
ASTROPHYSICAL FLUIDS: MHD DESCRIPTION
![Page 32: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/32.jpg)
Solar Dynamo 3D MHD simulations
• Observed Buterfly
Diagram
Guerrero, Smolarkiewicz, de Gouveia Dal Pino, Kosovichev, & Mansour, ApJ 2016a, ApJ Letters 2016b
![Page 33: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/33.jpg)
3D MHD Simulations of Star Formation
• MFs force the gas to accumulate along
the field lines forming filaments as
observed in the interstellar medium
Santos-Lima, de Gouveia Dal Pino, Lazarian, MNRAS 2013; Barreto, de Gouveia Dal Pino, Melioli, Santos-Lima 2017
![Page 34: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/34.jpg)
3D MHD simulations of Star Formation:
Core collapse and proto-stellar disk
formation
Santos-Lima, de Gouveia Dal Pino, Lazarian, ApJ 2012 MNRAS 2013
MHD + turbulence Magnetic fields (MFs) and turbulence influence star formation: turbulence helps the removal of excess of MF that is dragged-in, and allows the core and disk to form under the action of gravity
![Page 35: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/35.jpg)
MHD simulations of Accretion Disks
around compact sources: Global
• Magneticc Reconnection
and plasmon ejection: as in the Sun
processors
Kadowaki, de Gouveia Dal Pino, Singh ApJ 2015, IAG 2011
de Gouveia Dal Pino & Lazarian 2005
![Page 36: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/36.jpg)
3D MHD Simulations of Accretion
disks: Shearing box
• Magnetic fields drive
the transport of angular
momentum
• Magnetic fields arise
from the accretion disk
and build a corona
around the disk just like
on the solar surface
Kadowaki, de Gouveia Dal Pino, Stone 2017
![Page 37: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/37.jpg)
de Gouveia Dal Pino & Lazarian, A&A 2005
Kowal, de Gouveia Dal Pino & Lazarian ApJ 2011
Kowal, de Gouveia Dal Pino & Lazarian PRL 2012
del Valle, de Gouveia Dal Pino, Kowal, ApJ 2016
Aceleracao de raios cosmicos em campos magneticos de sinais opostos nas vizinhancas de buracos negros
![Page 38: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/38.jpg)
3D Relativistic-MHD Simulations of Jets
• Magnetic fields
influence origin,
acceleration and
propagation of jets
everywhere in the
Universe
Singh, Mizuno, de Gouveia Dal Pino, ApJ 2016
![Page 39: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/39.jpg)
3D MHD Simulations of the Intergalactic Medium:
magnetic fields amplified by turbulence
• MFs influence
galaxies and
intergalactic gas
evolution and
dynamics
Santos-Lima, de Gouveia Dal Pino et al., ApJ 2014 Nakwaki, Kowal, Santos-Lima, de Gouveia Dal Pino, F.-Goncalves, MNRAS 2016 Santos-Lima, Yan, de Gouveia Dal Pino & Lazarian, MNRAS 2016 Santos-Lima, de Gouveia Dal Pino, et al. MNRAS 2016
![Page 40: MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pinoastro12h/files/2017/0604.pdf · MAGNETISMO CÓSMICO ElisaBete de Gouveia Dal Pino IAG-USP Astronomia ao Meio Dia, 6 de Abril 2017](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022043009/5f9d8b4f1ba9381723591656/html5/thumbnails/40.jpg)
Square Kilometer Array (SQA)
OBRIGADA
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Measuring Magnetic fields
• Zeeman effect (within galaxy):
= e B║/2 me
• Polarized synchrotron emission (Beck and Krause 2005):
I ∫ nCR B┴1+α dl
• Faraday rotation of the diffuse polarized emission:
RM ∫ ne B║ dl