磁场似乎与宇宙本身一样古老。是什么创造了它们?
2025-06-05
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宇宙中充满了微弱但持久的磁场。尽管进行了数十年的研究,天文学家们仍然不确定这些磁场来自何处。但新的研究表明,它们几乎肯定起源于宇宙的深远历史。
我们所看到的一切都有。有时,磁场相对较弱,就像穿过星系旋臂的磁场一样。有时,它们是中等强度的,比如地球的磁场。其他时候,它们非常强大,比如磁星产生的磁场。
产生我们星球的磁场。但这对于宇宙中最大的结构来说并非如此。那些结构——比如拥有数千个或更多星系的星系团,以及延伸数千万光年长的细丝——拥有的磁场在它们巨大的体积中扭曲和蜿蜒。
这些磁场非常弱——大约比。但它们缺乏强度,却弥补了大小——单个磁力线可以延伸数万光年,完全不断裂。
那么宇宙如何创造如此巨大的磁场呢?一种可能性是它们诞生于宇宙的早期,可能由于宇宙只有几秒钟大时的一些奇异机制。另一种想法是,它们是由极端的宇宙物体(如周围的环境)产生的,并且相对较快地被吹到巨大的比例。
这两个起源故事之间的争论在天文学界已经持续了多年。来自意大利的一对研究人员通过测量宇宙网细丝中的巨大磁场,然后将这些测量结果与模拟磁场的模拟观测结果进行比较,以解决这一挑战,看看这些细丝是否可以用来区分这两种起源情景。他们的工作很快将在《宇宙》杂志上发表。
星系细丝是延伸数千万光年的长而细的星系线,像一根一样连接星团。研究人员使用几种技术来检查和测量细丝内磁场的强度。对于一项分析,他们研究了一个称为旋转量的量,这是偏振光在穿过这些大型磁场时所经历的旋转量。在另一项分析中,他们使用了同步辐射,这是由沿着磁力线盘旋时发出的辐射。