分極した塵により古代銀河の強力な磁場が明らかに – Physics World

これまでに観測された中で最も遠い銀河の磁場が、天文学者の国際チームによって報告された。 このフィールドは 9io9 と呼ばれる銀河に属しており、約 11 億年前、つまりビッグバンで宇宙が誕生してから約 2.5 億年前の姿が見られます。 この発見は、銀河の磁場によって整列した塵の粒子から放出される放射線を研究することによって行われました。

磁場が星や銀河の形成に重要な役割を果たすことは長い間知られていました。 しかし、大規模な秩序磁場は天の川銀河とその近くの銀河でのみ観測されています。

このテーマについては理論的な研究がいくつか行われてきましたが、若い銀河の周りに磁場がどのくらいの速さで形成され、それによって将来の銀河の進化に役割を果たすことができるかは知られていませんでした。

あまり理解できなかった

「磁場は、銀河の重要な構成要素であるものの、関与する他のプロセスに比べて、比較的よく理解されていないものの XNUMX つです。」と彼は説明します。 ジェームズ・ギーチ、ハートフォードシャー大学の論文の筆頭著者です。 自然 それは発見を説明しています。

この理解が不十分な理由の XNUMX つは、若い銀河の遠方の磁場を検出することが技術的な課題であることです。 その結果、銀河の形成と進化の多くのモデルやシミュレーションには磁場が存在しないことがよくあります。 「フィールドが非常に暗く、検出できない可能性がありました」とギーチ氏は説明します。

科学者らが 9io9 を研究することにしたのは、XNUMXioXNUMX が重力レンズの影響で特に明るい銀河であるためです。 このレンズ効果は、ブラック ホールや銀河団などの巨大な天体が、近くを通過する銀河からの光を曲げるときに発生します。 これは、地球上で見られる銀河を拡大する効果がある可能性があります。

コンパスの針

研究チームは、チリのアタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ(ALMA)を使用して、9io9付近の塵粒子からの熱放射を検出した。 塵の粒子は完全な球形ではないため、コンパスの針のように磁場に沿って整列する可能性があります。 これらの粒子は電磁放射線を吸収し、より長い波長で再放出することができます。

塵の粒子が磁気的に整列している場合、それらは偏光を放射します。 この分極の度合いと方向を分析することで、研究チームはダスト粒子が存在する領域の磁場の方向と強さを推測することができた。 彼らは、9io9 の磁場の強度が天の川銀河の約 20 倍であり、その範囲が約 16,000 光年であることを発見しました。 研究チームはこれらのデータを使用して、遠方の銀河の磁場マップを作成しました。

「これは、ビッグバンからの比較的限られた期間内であっても、より局所的な銀河で見られるような磁場が確立される可能性があることを示しています」とギーチ氏は説明します。

ライナー・ベック 彼は銀河磁場の専門家であり、2018年にマックス・プランク放射天文学研究所を退職しました。 物理学の世界 彼は 9io9 の磁場の強さに驚いたと述べ、「これは本当に驚くべきことであり、磁力が宇宙の初期においてすでに非常に非常に重要であったことを物語っています。」と述べました。

過去を振り返る

ベック氏は、9io9 は古い銀河の磁場の理解における「大きな飛躍」を表していると付け加えた。 「これまで、順序付きフィールドの赤方偏移は 0.4 までしかわかりませんでしたが、今回は赤方偏移が 2.6 です。」

赤方偏移は、進行中の宇宙の膨張によって銀河からの光の波長がどれだけ伸びているかを指します。赤方偏移が大きくなると、より古く、より遠くにある天体に対応します。

観察されたように、銀河 9io9 はまだ初期段階にあり、初期宇宙に位置しています。 その結果、星を形成するために崩壊していない乱流のイオン化ガスがまだ豊富に存在しており、研究者らはこの乱流が磁場とどのように関係しているかについての理論を開発した。

乱流運動

銀河は高速で回転する円盤のような形をしています。 また、星のフィードバックによる乱流の動きも含まれています。フィードバックとは、環境を形作る可能性のある星の物理的プロセスを指します。 これには、星から吹き出す荷電粒子のジェットである星風も含まれます。

遠い銀河が磁気宇宙に光を当てる

「最初に磁場を増幅させたガスをかき回しているのは、その強烈な星形成だと考えています」とギーチ氏は語った。より一貫性のある構造。」

研究チームは、この「二重ダイナモ」が、銀河規模の秩序ある磁場が若い銀河の初期に形成される仕組みである可能性があると示唆している。

ギーチ氏は、将来の研究では、磁場のさまざまな成分を分解し、その微細構造を明らかにするために、より高い解像度で磁場をマッピングすることを目指すことができると述べている。

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/polarized-dust-reveals-strong-magnetic-field-of-ancient-galaxy/