星系神秘磁場快速形成

遙遠類星體揭示古老磁場的秘密

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來自遙遠類星體(早期發出巨大光芒的星系)的光線為研究人員提供了關於當今星系中存在的大量磁場起源的新線索:當宇宙只有現在年齡的三分之一時,它們就已經很強大了。

天文學家觀察到,類星體的無線電輻射往往以某種角度或偏振方式出現,強大的磁場肯定扭曲了它們。它們距離地球越遠,它們的光線就越偏振。但研究人員不知道磁場是類星體的一部分,還是在類星體光線到達我們望遠鏡的過程中遇到的星系中存在的。

因此,一個由瑞士聯邦理工學院(ETH Zurich)的天文學家領導的團隊,使用歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡在智利掃描了70多個類星體,以尋找隱藏在類星體前的星系的跡象。具體來說,他們檢查了一個被稱為鎂(II)吸收線的特徵,即特定波長的光強度降低,這是一個常用的指標,表明來自恆星形成星系的氣體吸收了該光線。

研究人員今天在《自然》雜誌上報道說,顯示鎂(II)線的類星體的光比樣本中其他類星體的光更強地偏振。解釋:光線確實穿過了規則星系,並且很可能在這個過程中獲得了偏振。

他們透過測量吸收線的紅移來估計磁性星系的年齡——當星系快速分離時觀察到的光線變紅。研究作者弗朗西斯科·米尼亞蒂說,推斷的星系的典型紅移對應於 52 億年的年齡。對宇宙微波背景的精確測量將當今宇宙的年齡定為 137 億年。

米尼亞蒂說,最早的星系沒有磁場。但不知何故,它們變得很普遍,也許是由於類星體中劇烈事件的結果,這些事件為其他星系播下了微小但強大的磁場。

研究人員推測,湍流物質擴張並透過像拉太妃糖一樣拉動磁場來加強磁場。威斯康星大學麥迪遜分校的天體物理學家艾倫·茨威貝爾說:“這些觀察告訴我們,這種拉伸過程發生得非常迅速。”

她說,將這些磁場納入恆星形成的計算機模型中,可能有助於解決為什麼在過去 50 億年左右形成的恆星通常與太陽的大小差不多——比早期的恆星小的問題。人們認為星系磁場透過使恆星旋轉變慢來影響恆星的大小。

她說,這些觀察“告訴我們,在早期確實存在磁場”,“你必須將它們納入模型中”。

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