Поляризований пил виявляє сильне магнітне поле стародавньої галактики – Physics World

Міжнародна група астрономів повідомила про найвіддаленіше магнітне поле галактики, яке коли-небудь спостерігалося. Поле належало галактиці під назвою 9io9, яку ми бачимо такою, якою вона була приблизно 11 мільярдів років тому – приблизно через 2.5 мільярда років після створення Всесвіту під час Великого вибуху. Відкриття було зроблено шляхом вивчення випромінювання, що випромінюється порошинками, які були вирівняні магнітним полем галактики.

Давно відомо, що магнітні поля відіграють ключову роль у формуванні зірок і галактик. Однак великомасштабні впорядковані магнітні поля спостерігалися лише в Чумацькому Шляху та сусідніх галактиках.

Хоча на цю тему проводилися певні теоретичні роботи, не було відомо, як швидко магнітні поля можуть утворюватися навколо молодих галактик і, отже, відігравати роль у їхній майбутній еволюції.

Погано зрозумілий

«Магнітні поля — це одна з тих речей, які є ключовими компонентами галактик, але які відносно погано вивчені порівняно з іншими задіяними процесами», — пояснює Джеймс Гіч, з Університету Хартфордшира, який є провідним автором статті в природа що описує відкриття.

Однією з причин цього поганого розуміння є те, що виявлення далеких магнітних полів у молодих галактиках є технічною проблемою. Як наслідок, магнітні поля часто відсутні в багатьох моделях і симуляціях формування та еволюції галактик. «Існував шанс, що поле може бути дуже слабким, і ми не зможемо його виявити», — пояснює Гіч.

Вчені вирішили досліджувати 9io9, тому що це особливо яскрава галактика, яка має гравітаційні лінзи. Це лінзування відбувається, коли масивний об’єкт, наприклад чорна діра або скупчення галактик, відхиляє світло від галактики, яка проходить поруч. Це може мати ефект збільшення галактики, як її видно на Землі.

Стрілки компаса

Використовуючи велику міліметрову/субміліметрову матрицю Atacama (ALMA) у Чилі, команда виявила теплове випромінювання від частинок пилу близько 9іо9. Пилинки не є ідеально сферичними, тому вони можуть вирівнюватися в магнітному полі, як стрілки компаса. Ці зерна можуть поглинати електромагнітне випромінювання та повторно випромінювати його на більшій довжині хвилі

Якщо частинки пилу вирівняні магнітним способом, вони випромінюватимуть поляризоване світло. Аналізуючи ступінь і орієнтацію цієї поляризації, команда могла зробити висновок про напрямок і силу магнітного поля в регіоні, де були розташовані частинки пилу. Вони виявили, що напруженість поля 9io9 приблизно в 20 разів більша, ніж у Чумацького Шляху, і простягається приблизно на 16,000 XNUMX світлових років у поперечнику. Команда використала ці дані для створення карти магнітного поля далекої галактики.

«Це показує, що навіть протягом відносно обмеженого проміжку часу від Великого вибуху можуть бути встановлені магнітні поля, подібні до тих, які ми бачимо в більш локальних галактиках», — пояснює Гіч.

Райнер Бек є експертом з галактичних магнітних полів, який пішов на пенсію з Інституту радіоастрономії Макса Планка в 2018 році. Він сказав Світ фізики що він був здивований напруженістю поля 9io9: «Це справді дивовижно, і це говорить про те, що магнітні сили вже дуже, дуже важливі в дуже ранньому Всесвіті».

Заглядаючи в минуле

Бек додає, що 9io9 являє собою «величезний стрибок» у нашому розумінні магнітних полів старих галактик. «Досі ми мали лише певні ознаки впорядкованих полів до червоного зсуву 0.4, але це червоне зміщення 2.6».

Червоне зміщення означає ступінь, до якого довжина хвилі світла від галактики була розтягнута внаслідок поточного розширення Всесвіту – причому більші червоні зміщення відповідають старшим і віддаленішим об’єктам.

Як спостерігалося, галактика 9io9 все ще знаходиться в зародковому стані і розташована в ранньому Всесвіті. У результаті він все ще багатий турбулентними іонізованими газами, які не зруйнувалися, утворивши зірки, і дослідники розробили теорію про те, як ця турбулентність пов’язана з магнітним полем.

Турбулентний рух

Галактика має форму диска, який швидко обертається. Він також містить турбулентний рух від зіркового зворотного зв’язку, що відноситься до фізичних процесів зірок, які можуть формувати своє середовище. Сюди входять зоряні вітри, які є струменями заряджених частинок, що вилітають із зірок.

Далека галактика проливає світло на магнітний Всесвіт

«Ми вважаємо, що це інтенсивне зореутворення, яке збиває газ, який спочатку посилив магнітне поле, — сказав Гіч. — Одночасно відбувається обертання галактики, яке ніби згортає поле в більш узгоджену структуру».

Команда припускає, що це «подвійне динамо» може бути тим, як упорядковані магнітні поля галактичного масштабу можуть формуватися на ранніх стадіях молодих галактик.

Гіч каже, що майбутні дослідження можуть бути спрямовані на картографування магнітного поля з вищою роздільною здатністю, щоб розділити різні компоненти поля та виявити його тонку структуру.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/polarized-dust-reveals-strong-magnetic-field-of-ancient-galaxy/