Астрономія
Астрономія

Астрономи запропонували метод визначення первісних магнітних полів Всесвіту

Дослідники імітували магнітні поля Чумацького Шляху, щоб перевірити, чи можливо відділити астрофізичні джерела намагнічування від первісних магнітних полів, утворених у ранньому Всесвіті. Виявилося, що первинні магнітні поля залишаються основним джерелом намагніченості галактик та можуть бути виявлені за допомогою визначення металічності газу в середовищі наколо галактик. Препринт відповідної статті доступний на сайті arXiv.org.

NASA/SOFIA; Star field image: NASA/Hubble Space Telescope

NASA/SOFIA; Star field image: NASA/Hubble Space Telescope

Яка роль магнітних полів у Всесвіті?

Магнітні поля пронизують Всесвіт у всіх масштабах: від планет і зірок до скупчень галактик. Вони беруть участь в утворенні світил, поширенні космічних променів та у процесах в активних ядрах галактик. Окрім того, магнітні поля грають важливу роль під час формування галактик. Зокрема, вони впливають на зореутворення, еволюцію галактичних витоків, перемішування газу в гало, а також регулюють структуру та динаміку міжзоряного середовища. Коли їхня енергія порівнянна з кінетичною та тепловою енергіями газу, магнітні поля можуть впливати і на глобальні властивості галактик. Незважаючи на це, походження магнітних полів галактик залишається невідомим. Існує три основних сценарії генерації таких полів. Два з них мають астрофізичний характер. Згідно з третім, магнітні поля галактик можуть бути первісними, згенерованими на початку історії Всесвіту. Вони збереглися з тих часів та еволюціонували.

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники створили симуляцію галактики, схожої на Чумацький Шлях, щоб простежити еволюції різних типів магнітних полів. Зокрема, астрономи враховували первісні магнітні поля та астрофізичні, які генеруються в галактиці під час спалахів наднових. Дослідники провели моделювання для чотирьох різних випадків: коли магнітні поля виключно первісні; коли первісні поля домінують; коли домінує магнетизація надновими; коли магнітні поля галактики створюються виключно надновими.

Що показали результати?

Виявилося, що первинні магнітні поля завжди зберігаються. Навіть у поєднанні з галактичними джерелами, коли первинні магнітні поля сильні, вони лишаються основним джерелом намагнічування галактики. Первісні поля розподіляються приблизно однорідно і стають домінуючими на великих відстанях (близько 4 кілопарсек, або 13 тисяч світлових років від центру), тоді як згенеровані надновими поля концентруються у внутрішньому регіоні галактики. Таким чином, шукати присутність первісних магнітних полів буде легше у міжзоряному та циркумгалактичному середовищі. Окрім того, хоча поля, утворені надновими, переважають у гарячих бульбашках та відтоках наднових, сильні первісні поля домінують у теплому міжзоряному середовищі. Первісний газ із низькою металічністю може вказати на їхню присутність. Дослідники сподіваються, що майбутні спостереження дозволять їх відшукати.


Нагадаємо, нещодавно астрономи знайшли спосіб виявляти первісні гравітаційні хвилі, що утворилися внаслідок квантових флуктуацій у ранньому Всесвіті. Подібні дослідження допомагають дізнатися більше про початкові умови після Великого вибуху. Детальніше про те, як зароджувався Всесвіт, читайте у нашому матеріалі «Всесвіт почався з Великого вибуху?»