Magneettisten kenttien voimakkuus täällä maan päällä, auringossa, planeettojenvälisessä tilassa, galaksin galakseissamme (Linnunrata; jotkut niistä joka tapauksessa), galaksidemme tähtienvälisessä väliaineessa (ISM) ja Muiden spiraaligalaksioiden (joitakin niistä on joka tapauksessa) ISM on mitattu. Mutta galaksien välisessä tilassa (ja galaksien klustereiden; IGM: n ja ICM: n välillä) olevassa magneettikentän voimakkuutta ei ole mitattu.
Tähän saakka.
Mutta kuka välittää? Mitä tieteellistä merkitystä IGM: n ja ICM: n magneettikentien vahvuudella on?
Arviot näistä kentistä voivat tarjota ”johtolangan, että galaktisessa väliaineessa tapahtui jokin perustavanlaatuinen prosessi, joka teki magneettikenttiä”, sanoo Ellen Zweibel, teoreettinen astrofysiikka Wisconsinin yliopistosta, Madison. Yksi "ylhäältä alas" suuntautuva ajatus on, että koko avaruuteen jäi jotenkin pieni magneettikenttä pian Ison räjähdyksen jälkeen - inflaation loppupuolella, Big Bang -nukleosynteesin loppupuolella tai baryonisen aineen ja säteilyn irrottamisessa - ja tämä kenttä vahvistui kun tähdet ja galaksit havaitsivat ja vahvistivat sen voimakkuutta. Toinen, "alhaalta ylöspäin" -mahdollisuus on, että magneettikentät, jotka muodostuvat alun perin plasman liikkeellä alkeisuniversumin pienissä kohteissa, kuten tähdet, ja leviävät sitten ulospäin avaruuteen.
Joten miten arvioisit kymmenien tai satojen miljoonien valovuosien päässä olevan magneettikentän voimakkuutta, avaruusalueilla kaukana kaikista galakseista (paljon vähemmän galaksien ryhmiä)? Ja miten teet tämän, kun odotat näiden kenttien olevan paljon pienempi kuin nanoGauss (nG), ehkä niin pieni kuin femtoGauss (fG, joka on miljoonaosa nanoGaussista)? Mitä temppu voit käyttää?
Erittäin siisti, sellainen, joka perustuu fysiikkaan, jota ei ole suoraan testattu missään laboratoriossa, täällä maan päällä, ja jota ei todennäköisesti testata niin nykyisen lukevan henkilön elinaikana - positronielektroni-parien tuottaminen, kun suuren energian omaava gammasäde fotoni törmää infrapuna- tai mikroaaltouuniin (tätä ei voida nykyään testata missään laboratoriossa, koska emme voi tehdä riittävän korkean energian gammasäteitä, ja vaikka voisimmekin, ne törmäisivät niin harvoin infrapunavalon tai mikroaaltojen kanssa meidän täytyi odottaa vuosisatoja nähdäksemme tällaisen parin tuottaman). Mutta bleiserit tuottavat runsaasti määriä TeV-gammasäteitä, ja galaktien välisessä tilassa mikroaaltofotoneja on runsaasti (sellainen on kosmisen mikroaaltotausta - CMB -!), Ja niin ovat myös kaukaa infrapunavaloja.
Valmistuttuaan positroni ja elektroni ovat vuorovaikutuksessa CMB: n, paikallisten magneettikenttien, muiden elektronien ja positronien jne. Kanssa (yksityiskohdat ovat melko sotkuisia, mutta pohjimmiltaan valmisteltiin jonkin aikaa sitten), ja nettotuloksena ovat etäisten havainnot, kirkkaat TeV-gammasäteiden lähteet voivat asettaa alarajat IGM: n ja ICM: n vahvuudelle, joiden läpi ne kulkevat. Useat tuoreet artikkelit raportoivat tällaisten havaintojen tulokset käyttämällä Fermi Gamma-Ray-avaruusteleskooppia ja MAGIC-kaukoputkea.
Joten kuinka vahvat nämä magneettikentät ovat? Eri paperit antavat eri numerot, enemmän kuin muutama kymmenesosa femtoGaussista suurempiin kuin muutama femtoGauss.
"Se tosiasia, että he ovat asettaneet alarajan magneettikenttiin kaukana galaktisen alueen välisessä tilassa, jota ei ole liitetty mihinkään galaksiin tai klustereihin, viittaa siihen, että todellakin oli jokin prosessi, joka toimi hyvin laajoilla mittakaavoilla koko maailmankaikkeudessa", Zweibel sanoo. Ja se prosessi olisi tapahtunut varhaisessa maailmankaikkeudessa, ei kauan Big Bang: n jälkeen. "Nämä magneettikentät eivät olisi voineet muodostua äskettäin, ja niiden olisi täytynyt muodostaa alkumaailmassa", sanoo Ruth Durrer, Geneven yliopiston teoreettinen fyysikko.
Joten, ehkä meillä on vielä yksi ikkuna varhaisen maailmankaikkeuden fysiikkaan; Hurraa!
Lähteet: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
