Praful polarizat dezvăluie un câmp magnetic puternic al galaxiei antice – Physics World

Cel mai îndepărtat câmp magnetic galactic observat vreodată a fost raportat de o echipă internațională de astronomi. Câmpul a aparținut unei galaxii numită 9io9, pe care o vedem așa cum a fost acum aproximativ 11 miliarde de ani - la aproximativ 2.5 miliarde de ani după ce universul a fost creat în Big Bang. Descoperirea a fost făcută prin studierea radiațiilor emise de boabele de praf care au fost aliniate de câmpul magnetic al galaxiei.

Câmpurile magnetice sunt cunoscute de multă vreme că joacă un rol cheie în formarea stelelor și galaxiilor. Cu toate acestea, câmpurile magnetice ordonate la scară largă au fost observate doar în Calea Lactee și galaxiile din apropiere.

Deși au existat unele lucrări teoretice pe acest subiect, nu se știa cât de rapid s-ar putea forma câmpurile magnetice în jurul galaxiilor tinere și, prin urmare, joacă un rol în evoluția lor viitoare.

Prost inteles

„Câmpurile magnetice sunt unul dintre acele lucruri care sunt componente cheie în galaxii, dar care sunt relativ slab înțelese, în comparație cu alte procese implicate”, explică. James Geach, de la Universitatea din Hertfordshire, care este autorul principal al unei lucrări în Natură care descrie descoperirea.

Un motiv pentru această slabă înțelegere este că detectarea câmpurilor magnetice îndepărtate în galaxiile tinere este o provocare tehnică. Ca rezultat, câmpurile magnetice au lipsit adesea în multe modele și simulări ale formării și evoluției galaxiilor. „Exista o șansă ca câmpul să fie foarte slab și s-ar putea să nu-l putem detecta”, explică Geach.

Oamenii de știință au ales să studieze 9io9 deoarece este o galaxie deosebit de luminoasă, care are lentilă gravitațională. Această lentilă apare atunci când un obiect masiv, cum ar fi o gaură neagră sau un grup de galaxii, curbează lumina din galaxia care trece în apropiere. Acest lucru poate avea efectul de a mări galaxia așa cum este văzută pe Pământ.

Ace de busolă

Folosind Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) din Chile, echipa a detectat emisii termice de la boabele de praf în jurul valorii de 9io9. Granulele de praf nu sunt perfect sferice, așa că se pot alinia la un câmp magnetic precum acele busole. Aceste boabe pot absorbi radiația electromagnetică și o pot reemite la lungimi de undă mai mari

Dacă boabele de praf sunt aliniate magnetic, vor emite lumină polarizată. Analizând gradul și orientarea acestei polarizări, echipa a putut deduce direcția și puterea câmpului magnetic în regiunea în care se aflau boabele de praf. Ei au descoperit că puterea câmpului lui 9io9 este de aproximativ 20 de ori mai mare decât cea a Calei Lactee și se extinde pe aproximativ 16,000 de ani lumină. Echipa a folosit aceste date pentru a crea o hartă a câmpului magnetic al galaxiei îndepărtate.

„Acest lucru arată că, chiar și într-un interval de timp relativ limitat de la Big Bang, pot fi stabilite câmpuri magnetice precum cele pe care le vedem în mai multe galaxii locale”, explică Geach.

Rainer Beck este un expert în câmpuri magnetice galactice, care s-a retras de la Institutul Max-Planck pentru Radioastronomie în 2018. El a povestit Lumea fizicii că a fost surprins de puterea câmpului lui 9io9: „Este cu adevărat uimitor și este ceva care spune că forțele magnetice sunt deja foarte, foarte importante în universul foarte timpuriu”.

Privind înapoi în timp

Beck adaugă că acel 9io9 reprezintă un „salt enorm” în înțelegerea noastră a câmpurilor magnetice ale galaxiilor mai vechi. „Până acum, am avut doar unele indicații ale câmpurilor ordonate până la o deplasare spre roșu de 0.4, dar aceasta este o deplasare către roșu de 2.6.”

Redshift se referă la gradul în care lungimea de undă a luminii din galaxie a fost întinsă de expansiunea continuă a universului – cu deplasări mai mari spre roșu corespunzând obiectelor mai vechi și mai îndepărtate.

După cum sa observat, galaxia 9io9 este încă la început și este situată în universul timpuriu. Drept urmare, este încă bogat în gaze ionizate turbulente care nu s-au prăbușit pentru a forma stele, iar cercetătorii au dezvoltat o teorie despre modul în care această turbulență este legată de câmpul magnetic.

Mișcare turbulentă

Galaxia are forma unui disc care se rotește rapid. De asemenea, conține mișcare turbulentă din feedback-ul stelar, care se referă la procesele fizice ale stelelor care le pot modela mediul. Acestea includ vânturile stelare, care sunt jeturi de particule încărcate care scapă din stele.

Galaxia îndepărtată aruncă lumină asupra universului magnetic

„Credem că este acea formație intensă de stele care produce gazul care a amplificat inițial câmpul magnetic”, a spus Geach, „Aveți rotația galaxiei care are loc în același timp, ceea ce este într-un fel de lichidare a câmpului într-un structură mai coerentă.”

Echipa sugerează că acest „dinam dublu” poate fi modul în care câmpurile magnetice ordonate la scară galactică se pot forma devreme în galaxiile tinere.

Geach spune că studiile viitoare pot avea ca scop maparea câmpului magnetic la rezoluție mai mare pentru a rezolva diferitele componente ale câmpului și a dezvălui structura fină a acestuia.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• BlockOffsets. Modernizarea proprietății de compensare a mediului. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/polarized-dust-reveals-strong-magnetic-field-of-ancient-galaxy/