Η ισχύς των μαγνητικών πεδίων εδώ στη Γη, στον Ήλιο, στο δια-πλανητικό διάστημα, στα αστέρια στον γαλαξία μας (ο Γαλαξίας · μερικά από αυτά ούτως ή άλλως), στο διαστρικό μέσο (ISM) στον γαλαξία μας, και στον Μετρήθηκαν ISM άλλων σπειροειδών γαλαξιών (μερικοί από αυτούς ούτως ή άλλως). Αλλά δεν έχουν γίνει μετρήσεις της ισχύος των μαγνητικών πεδίων στο διάστημα μεταξύ των γαλαξιών (και μεταξύ των ομάδων των γαλαξιών, του IGM και του ICM).
Μέχρι τώρα.
Αλλά ποιός νοιάζεται? Ποια επιστημονική σημασία έχει η ισχύς των μαγνητικών πεδίων IGM και ICM;
Οι εκτιμήσεις αυτών των πεδίων μπορεί να παρέχουν «μια ένδειξη ότι υπήρχε κάποια θεμελιώδης διαδικασία στο διαγαλαξιακό μέσο που έκανε μαγνητικά πεδία», λέει η Ellen Zweibel, θεωρητική αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin, Madison. Μία ιδέα «από πάνω προς τα κάτω» είναι ότι άφησε όλο το διάστημα με ένα μικρό μαγνητικό πεδίο αμέσως μετά το Big Bang - γύρω από το τέλος του πληθωρισμού, την πυρηνική σύνθεση του Big Bang ή την αποσύνδεση της βαρυονικής ύλης και της ακτινοβολίας - και αυτό το πεδίο αναπτύχθηκε σε δύναμη καθώς τα αστέρια και οι γαλαξίες συσσωρεύονται και ενισχύουν την έντασή του. Μια άλλη πιθανότητα «από κάτω προς τα πάνω» είναι ότι τα μαγνητικά πεδία σχηματίζονται αρχικά από την κίνηση του πλάσματος σε μικρά αντικείμενα στο αρχέγονο σύμπαν, όπως τα αστέρια, και μετά διαδίδονται προς τα έξω στο διάστημα.
Λοιπόν, πώς εκτιμάτε τη δύναμη ενός μαγνητικού πεδίου, δεκάδες ή εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, σε περιοχές του διαστήματος πολύ μακριά από οποιουσδήποτε γαλαξίες (πολύ λιγότερο συστάδες γαλαξιών); Και πώς το κάνετε αυτό όταν περιμένετε αυτά τα πεδία να είναι πολύ λιγότερο από ένα nanoGauss (nG), ίσως τόσο μικρό όσο ένα femtoGauss (fG, που είναι το ένα εκατοστό του nanoGauss); Τι κόλπο μπορείτε να χρησιμοποιήσετε;
Ένα πολύ τακτοποιημένο, που βασίζεται στη φυσική που δεν έχει δοκιμαστεί άμεσα σε κανένα εργαστήριο, εδώ στη Γη, και είναι απίθανο να δοκιμαστεί τόσο κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου που το διαβάζει σήμερα - την παραγωγή ζευγών ποζιτρονίων-ηλεκτρονίων όταν ένα φωτόνιο ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας συγκρούεται με υπέρυθρες ή μικροκυμάτων (αυτό δεν μπορεί να ελεγχθεί σε κανένα εργαστήριο, σήμερα, επειδή δεν μπορούμε να κάνουμε ακτίνες γάμμα με αρκετά υψηλή ενέργεια, και ακόμη και αν μπορούσαμε, θα συγκρούονταν τόσο σπάνια με υπέρυθρο φως ή μικροκύματα θα πρέπει να περιμένουμε αιώνες για να δούμε ένα τέτοιο ζευγάρι να παράγεται). Αλλά τα blazar παράγουν άφθονες ποσότητες ακτίνων γάμμα TeV και σε διαγαλαξιακό χώρο τα φωτονικά μικροκυμάτων είναι άφθονα (αυτό είναι το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων - CMB - είναι!), Και έτσι είναι και αυτά πολύ υπέρυθρων.
Έχοντας παραχθεί, το ποζιτρόνιο και το ηλεκτρόνιο θα αλληλεπιδράσουν με το CMB, τα τοπικά μαγνητικά πεδία, άλλα ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια κ.λπ. (οι λεπτομέρειες είναι μάλλον ακατάστατες, αλλά βασικά επεξεργάστηκαν πριν από λίγο καιρό), με το καθαρό αποτέλεσμα να παρατηρούνται μακρινές, Οι φωτεινές πηγές ακτίνων γάμμα TeV μπορούν να ορίσουν χαμηλότερα όρια στη δύναμη του IGM και του ICM μέσω των οποίων ταξιδεύουν. Αρκετές πρόσφατες εργασίες αναφέρουν αποτελέσματα τέτοιων παρατηρήσεων, χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-Ray και το τηλεσκόπιο MAGIC.
Πόσο ισχυρά είναι αυτά τα μαγνητικά πεδία; Τα διάφορα έγγραφα δίνουν διαφορετικούς αριθμούς, από μεγαλύτερα από μερικά δέκατα ενός femtoGauss έως μεγαλύτερο από μερικά femtoGauss.
"Το γεγονός ότι έχουν τοποθετήσει ένα κατώτερο όριο σε μαγνητικά πεδία πολύ μακριά στον διαγαλαξιακό χώρο, που δεν σχετίζεται με γαλαξίες ή σμήνη, υποδηλώνει ότι υπήρχε πράγματι κάποια διαδικασία που δρούσε σε πολύ μεγάλες κλίμακες σε όλο το σύμπαν", λέει ο Zweibel. Και αυτή η διαδικασία θα είχε συμβεί στο πρώιμο σύμπαν, λίγο μετά το Big Bang. «Αυτά τα μαγνητικά πεδία δεν θα μπορούσαν να σχηματιστούν πρόσφατα και θα έπρεπε να είχαν σχηματιστεί στο αρχέγονο σύμπαν», λέει η Ruth Durrer, θεωρητική φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης.
Άρα, ίσως έχουμε ακόμα ένα παράθυρο στη φυσική του πρώιμου σύμπαντος. Ζήτω!
Πηγές: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
