Ads Top

Γαλαξίας 4,6 δισεκατομμυρίων ετών φωτίζει το σύμπαν μας

Οι επιπτώσεις ενός μακρινού γαλαξία στα ραδιοκύματα παρέχουν ενδείξεις για το σχηματισμό κοσμικών μαγνητικών πεδίων

Τα μαγνητικά πεδία εμφανίζονται ως ρυθμιστικές δυνάμεις στους γαλαξίες. Προσδιορίζουν, για παράδειγμα, αν τα αστέρια συγκεντρώνονται σε σπειροειδείς βραχίονες ή ομαδοποιούνται με ελλειπτικό τρόπο. Ωστόσο, τα μαγνητικά πεδία επηρεάζουν επίσης τη ροή της ύλης σε μια μαύρη τρύπα στην καρδιά ενός συστήματος αστέρων. Οι αστρονόμοι μπορούν τώρα να μελετήσουν με μεγαλύτερη λεπτομέρεια πώς τα μαγνητικά πεδία στους γαλαξίες του νεότερου σύμπαντος εξελίχθηκαν με την πάροδο του χρόνου και έγιναν αρκετά ισχυρά για να ξεδιπλώσουν αυτά τα αποτελέσματα. Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Sui Ann Mao από το Ινστιτούτο Ρασικής Αστρονομίας του Max Planck στη Βόννη κατάφερε να μετρήσει το μαγνητικό πεδίο σε έναν γαλαξία 4,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Μέχρι σήμερα, αυτός ο γαλαξίας είναι ο πιο απομακρυσμένος στον οποίο έχει παρατηρηθεί ένα συνεκτικό μαγνητικό πεδίο, που σημαίνει ότι είχε ήδη εξελιχθεί αρκετά σημαντικά όταν το σύμπαν ήταν περίπου τα δύο τρίτα της τρέχουσας ηλικίας του.

Αριστερά: Εικόνα διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble για το σύστημα βαρυτικών φακών CLASS B1152 + 199. Το quasar φόντου τοποθετείται από τον Γαλαξία του προσκηνίου σε δύο εικόνες Α και Β. Δεξιά: Περιστροφή Faraday των απεικονιζόμενων εικόνων. Εικόνα Μια ανίχνευση γραμμής ορατότητας μέσα από τα λιγότερο πυκνά περίχωρα του γαλαξία φακών με ασθενέστερο μαγνητικό πεδίο, ενώ η Εικόνα Β ανιχνεύει μέσω μιας γραμμής ματιού πιο κοντά στο κέντρο του γαλαξία με υψηλότερη πυκνότητα αερίου και ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο.

© Sui Ann Mao, με εικόνα HST που αποκτήθηκε από το Αρχείο Κληρονομιάς Hubble (Rusin et al., 2002, MNRAS, 330, 205-211).

Είναι ακόμα ένα από τα μεγάλα μυστήρια της κοσμολογίας: παρά όλες τις προόδους που έγιναν σε αυτόν τον κλάδο, οι αστροφυσικοί δεν καταλαβαίνουν πλήρως πώς τα μαγνητικά πεδία στο σύμπαν έχουν εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου. Τα αρχικά πολύ αδύναμα μαγνητικά πεδία δεν μοιάζουν με εκείνα που παρατηρούμε στους σημερινούς γαλαξίες. Για να μάθουν περισσότερα για την εξέλιξή τους, η Sui Ann Mao και οι συνεργάτες της εξέτασαν το μαγνητικό πεδίο ενός γαλαξία 4,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Για το σκοπό αυτό, οι αστρονόμοι κατέφυγαν σε ένα τέχνασμα - χρησιμοποιώντας το ραδιοτηλεσκόπιο Very Large Array, παρατηρούσαν ένα κβάζαρ μέσω του γιγαντιαίου κοσμικού φακού CLASS B1152 + 199.

Ένα μαγνητικό πεδίο αλλάζει την πόλωση των ραδιοκυμάτων
Όταν ένα quasar υποβάθρου και ένας μακρινός γαλαξίας στο προσκήνιο είναι ευθυγραμμισμένοι κατά μήκος της οπτικής γραμμής, όπως στο σύστημα CLASS B1152 + 199, το φως από το κβάζαρ είναι βαρυτικά τοποθετημένο από τον γαλαξία του προσκηνίου, σχηματίζοντας δύο ξεχωριστές εικόνες όπως φαίνεται από τη Γη. Κάποιος μπορεί να χρησιμοποιήσει το φως από το κβάζαρ που διέρχεται από διάφορα μέρη του φακοειδούς φακού για να μελετήσει μαγνητικά πεδία σε έναν γαλαξία που διαφορετικά δεν μπορούμε να δούμε. Η ομάδα μέτρησε μια ιδιότητα των ραδιοκυμάτων που λέγεται πόλωση που αλλάζει όταν διέρχεται από το μαγνητικό πεδίο του γαλαξία του προσκηνίου. Οι αστρονόμοι μέτρησαν αυτή την αλλαγή, την αποκαλούμενη επίδραση περιστροφής του Faraday, των δύο εικόνων κβάζαρ που δείχνουν ότι ο μακρινός γαλαξίας φιλοξενεί ένα συνεκτικό μαγνητικό πεδίο μεγάλης κλίμακας.


Η ανίχνευση ενός ισχυρού συνεκτικού μαγνητικού πεδίου σε έναν γαλαξία όταν το σύμπαν ήταν περίπου τα δύο τρίτα της τρέχουσας ηλικίας του επιτρέπει στην ομάδα να μετρήσει πόσο γρήγορα αυτά τα πεδία μεγαλώνουν στους γαλαξίες. "Αν και αυτός ο μακρινός γαλαξίας είχε λιγότερο χρόνο για να αναπτύξει το μαγνητικό του πεδίο σε σύγκριση με τους τοπικούς γαλαξίες, κατάφερε ακόμα να το κάνει", λέει ο Sui Ann Mao, αρχηγός ερευνητικής ομάδας Minerva στο Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας Max Planck στη Βόννη ο κύριος συγγραφέας της μελέτης. "Τα αποτελέσματα της μελέτης μας υποστηρίζουν την ιδέα ότι τα γαλαξιακά μαγνητικά πεδία παράγονται με μια δυναμική διαδικασία", προσθέτει.


Καλύτερη περιγραφή δυναμών στους γαλαξίες μέχρι σήμερα

Σχηματική απεικόνιση του συστήματος φακών: το μακρινό κβάζαρ που απέχει 7,9 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, βυθίζεται βαρυτικά από τον πρώτο γαλαξία 4,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Οπίσθια όψη προς τις εικόνες Α και Β διερευνούν διαφορετικά μαγνητικά πεδία και συνθήκες φυσικού αερίου μέσω διαφόρων τμημάτων του γαλαξία φακών.
© Sui Ann Mao


Παρά τη μεγάλη πρόοδο στην κοσμολογία, το πώς το Σύμπαν έγινε μαγνητισμένο παραμένει ένα άλυτο πρόβλημα. Είναι γενικά αναγνωρισμένο ότι τα αρχικά μαγνητικά πεδία δεν μοιάζουν σε καμία περίπτωση με τα πεδία που βλέπουμε σήμερα στους γαλαξίες αλλά έχουν ενισχυθεί και αναδιαμορφωθεί από διεργασίες δυναμό που συνδέονται με την κυκλοφορία και την αναταραχή μέσα στο διαστρικό αέριο. Η περιγραφή του δυναμό, ιδιαίτερα του τρόπου με τον οποίο μεταδίδει μεγάλης κλίμακας δομές στο μαγνητικό πεδίο, είναι από μόνο του ένα μεγάλο πρόβλημα. "Οι μετρήσεις μας έδωσαν την πιο αυστηρή δοκιμασία μέχρι σήμερα για το πώς οι δυναμοί λειτουργούν σε γαλαξίες", λέει η Ellen Zweibel από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin Madison, ΗΠΑ.

"Αυτό το εύρημα είναι συναρπαστικό - είναι η πρώτη φορά που μπορούμε να αποκομίσουμε αξιόπιστα τόσο την ισχύ του μαγνητικού πεδίου όσο και τη διαμόρφωση του σε έναν μακρινό γαλαξία", λέει ο Sui Ann Mao.Το ισχυρό σύστημα φακών CLASS B1152 + 199 είναι τώρα ο κάτοχος ρεκόρ του υψηλότερου "Η δουλειά μας καταδεικνύει τη δύναμη της ισχυρής βαρυτικής επικάλυψης και των ευρυζωνικών ραδιοτηλεφωνικών παρατηρήσεων στην αποκάλυψη μαγνητικών πεδίων στο υψηλό σύμπλεγμα κόκκινων μετατοπίσεων", καταλήγει.

[mpg.de]
Από το Blogger.