宇宙中充满了磁场。虽然宇宙是电中性的,原子可以电离成带正电的原子核和带负电的电子。但当这些电荷加速时,就会产生磁场。大尺度磁场最常见的来源之一 —— 来自星际等离子体之间和内部的碰撞。这是银河系尺度磁场的主要来源之一。 上图:显示宇宙网磁场的合成图像。 但磁场在更大的尺度上也应该存在。在宇宙的最大尺度上,物质分布在一个被称为"宇宙网"的结构中。巨大的超星系团被贫瘠的空洞隔开,就像肥皂水在巨大的肥皂泡区域之间的星系团。星系间物质的细丝在这些超星系团之间伸展,形成了一个宇宙物质网。这个网的大部分是电离的,所以,它应该会产生巨大但微弱的星系间磁场。至少理论上是这样。虽然,天文学家还没能观测到这些网状磁场。但一项新的研究首次发现了它们。 我们无法直接探测到数十亿光年外的磁场。相反,我们可以通过它们对带电粒子的影响来观察它们。当电子和其他粒子沿着磁场线旋转时,它们会发出射电光。通过绘制这个射电信号,天文学家可以绘制出银河系的磁场。但宇宙网丝状物非常分散,它们发出的射电光非常微弱,微弱到极不容易被发现。由于附近的星系会产生更强的无线电信号,网络信号可能会被星系的无线电噪声淹没。 上图:三种不同的宇宙网观测(气体、无线电和磁场),并附有合成图像。 为了克服这一挑战,研究小组专注于偏振光射电。这些是具有特定方向的无线电发射。由于方向与细丝的整体方向有关,研究小组可以更容易地从宇宙无线电背景中提取出这种信号。他们使用了来自全天空无线电地图的数据,如全球磁离子介质巡天(Global Magneto-Ionic Medium Survey),普朗克遗产档案(Planck Legacy Archive),欧文斯谷长波阵列(Owens Valley Long Wavelength Array)和默奇森宽场阵列(Murchison Widefield Array)。通过叠加这些数据,并将其与宇宙网的地图进行比较,研究小组确认了宇宙网发出的极化无线电信号。 这一结果不仅是首次探测到宇宙网磁场,也是支持星系间细丝中存在碰撞冲击波的有力证据。这些冲击波已经在宇宙结构的计算机模拟中被发现,但这是支持这些模拟特征是准确的想法的第一个证据。 如果朋友们喜欢,敬请关注"知新了了"!