Астрономы обнаружили самые большие магнитные поля во Вселенной
Вселенная заполнена магнитными полями. Хотя она электрически нейтральна, атомы могут быть ионизированы в положительно заряженные ядра и отрицательно заряженные электроны.
Когда эти заряды ускоряются, они создают магнитные поля. Одним из наиболее распространенных источников магнитных полей в больших масштабах являются столкновения межзвездной плазмы. Это один из основных источников магнитных полей галактического масштаба.
Но магнитные поля также должны существовать в еще больших масштабах. В самом большом масштабе космоса материя распределяется в структуре, известной как космическая паутина.
Большие сверхскопления галактик разделены огромными пустотами, как скопления мыльной воды среди обширной области мыльных пузырей. Между этими сверхскоплениями протягиваются тонкие нити межгалактического материала, создавая космическую паутину материи.
Большая часть этой паутины ионизирована, поэтому она должна создавать обширные, но слабые межгалактические магнитные поля. По крайней мере, это теория. Ранее астрономы не могли наблюдать эти «паутинные» магнитные поля. Но в новом исследовании ученые впервые обнаружили их.
Мы не можем напрямую наблюдать магнитные поля, находящиеся на расстоянии миллиардов световых лет. Вместо этого ученые видят их через их воздействие на заряженные частицы. Когда электроны и другие частицы движутся по спирали вдоль силовых линий магнитного поля, они излучают радиоволны.
Сопоставляя этот радиосигнал, астрономы могут отображать галактические магнитные поля. Но нити космической паутины настолько рассеяны, что излучаемые ими радиволны очень слабы. Слишком слабы, чтобы их можно было легко обнаружить. А поскольку соседние галактики создают еще более сильные радиосигналы, сигнал космической паутины может быть заглушен галактическим радиошумом.
Чтобы преодолеть эту проблему, астрономы сосредоточилась на поляризованном радиосвете. Это радиоизлучения, имеющие определенную направленность.
«Поскольку очень немногие источники излучают поляризованный радиосвет, наши поиски были менее подвержены загрязнению, и мы смогли предоставить гораздо более убедительные доказательства того, что мы наблюдаем выбросы ударных волн в крупнейших структурах во Вселенной, что помогает подтвердить наши модели для этой крупномасштабной структуры» — говорят ученые.
Они использовали данные радиокарт всего неба, таких как Global Magneto-Ionic Medium Survey, Planck Legacy Archive, Long Wavelength Array Owens Valley и Murchison Widefield Array. Сопоставив эти данные и сравнив их с картами космической паутины, ученые подтвердили поляризованный радиосигнал, излучаемый ею.
Этот результат является не только первым обнаружением магнитных полей космической паутины, но и убедительным доказательством существования ударных волн столкновения внутри межгалактических нитей.
Такие ударные волны были замечены при компьютерном моделировании космических структур, но это первое свидетельство, подтверждающее идею о том, что эти особенности моделирования точны.