研究人員證實(shí)了有史以來最遠(yuǎn)的星系磁場探測 _星系

這張圖片顯示了遙遠(yuǎn)的9io9星系的磁場方向，當(dāng)宇宙只有其當(dāng)前年齡的20%時(shí)，這是有史以來對星系磁場的最遠(yuǎn)探測。觀測是用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)進(jìn)行的，歐洲南方天文臺是該陣列的合作伙伴。9109內(nèi)的塵埃顆粒在某種程度上與星系的磁場對齊，因此它們發(fā)出偏振光，這意味著光波沿著一個(gè)優(yōu)選的方向振蕩，而不是隨機(jī)的。ALMA探測到了這種極化信號，天文學(xué)家可以從中計(jì)算出磁場的方向，這里顯示為重疊在ALMA圖像上的曲線。9io9中磁性排列的塵埃發(fā)出的偏振光信號極其微弱，僅代表星系總亮度的百分之一，因此天文學(xué)家使用了大自然的一個(gè)聰明的技巧來幫助他們獲得這一結(jié)果。這個(gè)團(tuán)隊(duì)得到了一個(gè)事實(shí)的幫助，即9109雖然離我們很遠(yuǎn)，但已經(jīng)通過一種稱為引力透鏡的過程被放大了。當(dāng)來自一個(gè)遙遠(yuǎn)星系的光，在這種情況下是9io9，看起來更亮和扭曲，因?yàn)樗磺熬爸幸粋€(gè)非常大的物體的引力彎曲了。鳴謝:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach等人。
據(jù)ESO：利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA) ，天文學(xué)家探測到了一個(gè)星系的磁場，這個(gè)星系如此遙遠(yuǎn)，以至于它的光花了超過110億年才到達(dá)我們這里:我們看到的是宇宙只有25億歲時(shí)的樣子。這一結(jié)果為天文學(xué)家提供了重要的線索，讓他們了解像我們銀河系這樣的星系的磁場是如何形成的。
宇宙中的許多天體，無論是行星、恒星還是星系，都有磁場。“許多人可能沒有意識到我們整個(gè)星系和其他星系都有磁場，跨越數(shù)萬光年，”英國赫特福德郡大學(xué)天體物理學(xué)教授詹姆斯·基奇說，他是今天發(fā)表在《自然》雜志上的這項(xiàng)研究的主要作者。
“我們實(shí)際上對這些場是如何形成的知之甚少，盡管它們對星系的演化非常重要，”美國斯坦福大學(xué)的研究員恩里克·洛佩斯·羅德里格茲補(bǔ)充道，他也參與了這項(xiàng)研究。目前還不清楚宇宙生命周期的早期，以及星系中磁場形成的速度，因?yàn)槠駷橹固煳膶W(xué)家只繪制了我們附近星系中的磁場。
現(xiàn)在，利用歐洲南方天文臺(ESO)作為合作伙伴的ALMA，Geach和他的團(tuán)隊(duì)在一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)完全形成的磁場，其結(jié)構(gòu)類似于在附近星系中觀察到的磁場。該磁場比地球磁場弱約1000倍，但延伸超過16000光年。
“這一發(fā)現(xiàn)為我們提供了星系級磁場如何形成的新線索，”吉奇解釋道。在宇宙歷史的早期觀測到一個(gè)充分發(fā)展的磁場表明，當(dāng)年輕星系仍在成長時(shí)，跨越整個(gè)星系的磁場可以迅速形成。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，早期宇宙中密集的恒星形成可能在加速這些領(lǐng)域的發(fā)展中發(fā)揮了作用。此外，這些場可以反過來影響后代恒星的形成。合著者和ESO天文學(xué)家Rob Ivison說，這一發(fā)現(xiàn)打開了“一個(gè)了解星系內(nèi)部工作的新窗口，因?yàn)榇艌雠c形成新恒星的物質(zhì)有關(guān) 。”
為了進(jìn)行這種探測，研究小組搜尋了遙遠(yuǎn)星系9109中塵埃顆粒發(fā)出的光。星系中充滿了塵埃顆粒，當(dāng)磁場存在時(shí)，這些顆粒往往會對齊，它們發(fā)出的光變得偏振。這意味著光波沿著一個(gè)優(yōu)選的方向振蕩，而不是隨機(jī)的。當(dāng)ALMA探測到并繪制出來自9io9的極化信號時(shí)，首次證實(shí)了在一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的星系中存在磁場。
“沒有其他望遠(yuǎn)鏡能做到這一點(diǎn)，”吉奇說。希望通過這次和未來對遙遠(yuǎn)磁場的觀測，這些基本的星系特征是如何形成的之謎將開始解開。