VLA afslører fjerne galaksers magnetfelt

Ved hjælp af en gigantisk kosmisk linse, astronomer har målt magnetfeltet i en galakse næsten fem milliarder lysår væk. Præstationen giver dem vigtige nye spor om et problem på grænserne af kosmologi - arten og oprindelsen af ​​de magnetiske felter, der spiller en vigtig rolle i, hvordan galakser udvikler sig over tid.

Forskerne brugte National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) til at studere en stjernedannende galakse, der ligger direkte mellem en mere fjern kvasar og Jorden. Galaksens tyngdekraft fungerer som en kæmpe linse, opdeling af kvasarens billede i to separate billeder set fra Jorden. Vigtigt, radiobølgerne, der kommer fra denne kvasar, næsten 8 milliarder lysår væk, er fortrinsvis justeret, eller polariseret.

"Polariseringen af ​​bølgerne, der kommer fra baggrundens kvasar, kombineret med det faktum, at bølgerne, der producerede de to linsebilleder, rejste gennem forskellige dele af den mellemliggende galakse, gav os mulighed for at lære nogle vigtige fakta om galaksens magnetfelt, " sagde Sui Ann Mao, Minerva Research Group Leader for Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn, Tyskland.

Magnetiske felter påvirker radiobølger, der rejser gennem dem. Analyse af VLA-billederne viste en signifikant forskel mellem de to gravitationslinsede billeder i, hvordan bølgernes polarisering blev ændret. Det betyder, sagde forskerne, at de forskellige regioner i den mellemliggende galakse påvirkede bølgerne forskelligt.

"Forskellen fortæller os, at denne galakse har en stor skala, kohærent magnetfelt, ligner dem, vi ser i nærliggende galakser i nutidens univers, " sagde Mao. Ligheden ligger både i feltets styrke og i dets arrangement, med magnetfeltlinjer snoet i spiraler omkring galaksens rotationsakse.

Da denne galakse ses, som den var for næsten fem milliarder år siden, da universet var omkring to tredjedele af sin nuværende alder, denne opdagelse giver et vigtigt fingerpeg om, hvordan galaktiske magnetfelter dannes og udvikler sig over tid.

"Resultaterne af vores undersøgelse understøtter ideen om, at galaksemagnetiske felter genereres af en roterende dynamo-effekt, ligner den proces, der producerer Solens magnetfelt, " sagde Mao. "Men der er andre processer, der kan producere magnetfelterne. For at afgøre, hvilken proces der er på arbejde, vi skal stadig længere tilbage i tiden – til fjernere galakser – og foretage lignende målinger af deres magnetfelter, " tilføjede hun.

"Denne måling leverede de mest stringente test til dato af, hvordan dynamoer fungerer i galakser, " sagde Ellen Zweibel fra University of Wisconsin-Madison.

Magnetiske felter spiller en central rolle i fysikken i den spinkle gas, der gennemsyrer rummet mellem stjerner i en galakse. At forstå, hvordan disse felter opstår og udvikler sig over tid, kan give astronomer vigtige spor om udviklingen af ​​selve galakserne.