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ALMA侦测到有史以来最远的星系磁场

2023年11月16日7:22 未解之谜网

    天文学家利用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)探测到一个遥远星系磁场,光经过 110 多亿年才到达地球,我们看到的是宇宙诞生 25 亿年时的样子,为了解银河系这类星系磁场如何形成提供重要线索。

    遥远9io9星系磁场方向,9io9内尘埃颗粒某种程度与星系磁场对齐,会发出偏振光,表示光波会沿着偏好方向而非随机振荡。ALMA侦测到偏振讯号,天文学家可据此算出磁场方向,此图显示叠加在ALMA影像上的曲线。(Source:ALMA,下同)

    宇宙中的许多天体都有磁场,无论是行星、恒星或是星系。研究人员表示我们银河系和其他星系都充满了磁场,横跨数万光年,尽管它们对于星系的演化至关重要,但我们对这些磁场的形成过程却知之甚少。目前还不清楚星系中的磁场在宇宙生命周期的早期是如何形成的,以及形成的速度有多快,因为到目前为止,天文学家只绘制了离我们较近星系的磁场。

    利用ALMA在遥远星系发现一完全形成的磁场,结构与附近星系类似,比地球磁场弱约千倍,但范围超过16,000多光年。这项发现提供星系尺度磁场如何形成的新线索,宇宙历史早期观测到完全发展磁场,表示跨越整个星系的磁场可在生长中的年轻星系时期迅速形成。

    红外线影像显示遥远的星系9io9,是一条绕着明亮附近星系弯曲的微红色弧线。附近明亮星系就像重力透镜,质量使周围时空弯曲,扭曲背景的9io9星系光线。此彩照由欧南天文台(ESO)在智利的可见光和红外巡天望远镜(VISTA)和夏威夷加法夏望远镜(CFHT)拍摄的红外线影像组合。

    团队认为,早期宇宙强烈的恒星形成可能对加速磁场发展有作用。磁场反过来也会影响后代恒星形成过程,打开了解星系运作的新窗口,因磁场与形成新恒星的物质有关。

    为了探测,团队在遥远星系9io9寻找尘埃颗粒发出的光。星系充满尘埃颗粒,有磁场时这些颗粒会对齐,且发光会偏振,表示光波会沿着偏好方向前进而非随机振荡。

    当ALMA侦测到并绘制星系9io9的偏振讯号时,首次证实非常遥远的星系有磁场,天文学家可据此讯号算出磁场方向。研究员表示任何望远镜都无法做到这点,希望透过这次和未来观测,解开基本星系特征如何形成的谜团。成果发表于《Nature》期刊。

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