Sila magnetických polí tu na Zemi, na Slnku, v medzi planetárnom priestore, na hviezdach v našej galaxii (Mliečna dráha; niektoré z nich rovnako), v medzihviezdnom médiu (ISM) v našej galaxii a v Zmeral sa ISM iných špirálových galaxií (niektoré z nich aj tak). Avšak v priestore medzi galaxiami (a medzi zhlukami galaxií; IGM a ICM) sa neuskutočnili žiadne merania sily magnetického poľa.
Doteraz.
Ale koho to zaujíma? Aký vedecký význam má sila magnetických polí IGM a ICM?
Odhady týchto polí môžu poskytnúť „vodítko, že v medzigalaktickom médiu bol nejaký zásadný proces, ktorý vytvoril magnetické pole,“ hovorí Ellen Zweibel, teoretická astrofyzikka na University of Wisconsin v štáte Madison. Jedna myšlienka „zhora nadol“ je, že celý priestor bol nejako zanechaný s miernym magnetickým poľom skoro po Veľkom tresku - okolo konca inflácie, Veľkej tresky Nucleosyntéza alebo oddelenie baryonickej hmoty a žiarenia - a toto pole narástlo na sile ako hviezdy a galaxie nahromadili a zosilnili jeho intenzitu. Ďalšou možnosťou „zdola nahor“ je to, že magnetické polia tvorené pôvodne pohybom plazmy v malých objektoch v prvotnom vesmíre, ako sú hviezdy, sa potom šírili smerom von do vesmíru.
Ako teda odhadujete silu magnetického poľa vo vzdialenosti desiatok alebo stoviek miliónov svetelných rokov v oblastiach vesmíru uvoľnene od akýchkoľvek galaxií (oveľa menej zhlukov galaxií)? A ako to robíte, keď očakávate, že tieto polia budú oveľa menšie ako nanoGauss (nG), možno také malé ako femtoGauss (fG, čo je milióntina nanoGauss)? Aký trik môžete použiť?
Veľmi elegantný, ktorý sa spolieha na fyziku, ktorá nie je priamo testovaná v žiadnom laboratóriu, tu na Zemi, a je nepravdepodobné, že by sa tak testovalo počas celého života toho, kto to dnes číta - výroba párov pozitrón-elektrón, keď je fotón s vysokou energiou gama lúča zráža sa s infračerveným alebo mikrovlnným žiarením (dnes sa to nedá testovať v žiadnom laboratóriu, pretože nedokážeme vyrobiť gama lúče s dostatočne vysokou energiou, a aj keby sme mohli, tak zriedka by sa zrážali s infračerveným svetlom alebo mikrovlnami museli by sme počkať storočia, až uvidíme, ako sa tento pár vyrobí). Blejáre však produkujú veľké množstvo gama lúčov TeV a v medzigalaktickom priestore sú mikrovlnné fotóny hojné (to je to, čo je kozmické mikrovlnné pozadie - CMB -!), A tiež sú príliš infračervené.
Po vyrobení bude pozitrón a elektrón interagovať s CMB, miestnymi magnetickými poľami, inými elektrónmi a pozitrónmi atď. (Podrobnosti sú dosť chaotické, ale v podstate boli vypracované pred nejakým časom), s čistým výsledkom, že pozorovania vzdialených, svetlé zdroje gama lúčov TeV môžu stanoviť nižšie limity sily IGM a ICM, ktorými prechádzajú. Niekoľko nedávnych príspevkov uvádza výsledky takýchto pozorovaní pomocou vesmírneho teleskopu Fermi Gamma-Ray a ďalekohľadu MAGIC.
Aké silné sú teda tieto magnetické polia? Rôzne práce dávajú rôzne čísla, od viac ako niekoľkých desatín femtoGauss po viac ako niekoľko femtoGauss.
„Skutočnosť, že dali spodnú hranicu magnetickým poliam ďaleko v medzigalaktickom priestore, ktorá nie je spojená s galaxiou alebo klastrami, naznačuje, že v celom vesmíre skutočne existoval nejaký proces, ktorý pôsobil na veľmi širokom meradle,“ hovorí Zweibel. A tento proces by nastal v ranom vesmíre, nie dlho po Veľkom tresku. „Tieto magnetické polia sa nemohli nedávno vytvoriť a museli by sa tvoriť v praveku,“ hovorí Ruth Durrer, teoretická fyzika na Ženevskej univerzite.
Možno máme ešte jedno okno do fyziky raného vesmíru; hurá!
Zdroje: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
