天文学家首次探测到遥远星系的磁场

来自星系 9io9 的光线经过 110 亿多年的时间才到达地球。
A blue semi circle on the right with a ball of blue light on the left on a black background. The orientation of the magnetic field in the distant 9io9 galaxy, seen here when the universe was only 20 percent of its current age and the furthest ever detection of a galaxy’s magnetic field.
在宇宙年龄仅为当前 20% 时观测到的遥远星系 9io9 的磁场方向,这是迄今为止探测到的最遥远的星系磁场。ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach 等人。

天文学家使用 阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 无线电望远镜 探测到了一个遥远星系的 磁场,这个星系距离地球如此之远,以至于其 光线花了 110 多亿年才到达这里。通过这架望远镜,我们看到这个星系时,它就像我们的宇宙只有 25 亿年历史时的样子。

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这些发现的详细信息刊载于 9 月 6 日在《自然》杂志上发表的一项 研究。终于看到这个宇宙的古老遗迹,可能会为天文学家提供一些关键线索,以了解像 银河系这样的星系磁场是如何形成的。磁场存在于宇宙中许多天文体中,从恒星到行星,再到星系。

“很多人可能不知道,我们整个银河系和其他星系都布满了磁场,跨越数万光年,”研究合著者、英国赫特福德大学天体物理学家詹姆斯·吉奇 (James Geach) 在一份声明中 说道

目前尚不完全清楚在 我们宇宙的早期生命阶段,以及星系磁场形成的速度有多快。到目前为止,天文学家仅绘制了离我们较近的星系的磁场图。

“尽管磁场对星系的演化非常重要,但我们对它们的形成方式知之甚少,”研究合著者、斯坦福大学的银河系外天文学家恩里克·洛佩兹·罗德里格斯 (Enrique Lopez Rodriguez) 在一份声明中 说道

在这项 新研究 中,该团队利用了 ALMA 和欧洲南方天文台 (ESO) 的数据,发现了一个遥远星系中完全形成的磁场。其结构与我们在附近星系中观察到的相似,尽管磁场强度约为地球磁场的 1000 倍,但其范围却超过 16,000 光年。

在宇宙早期就观测到一个完全形成的磁场,这表明跨越整个星系的磁场 形成速度可能相当快,即使在年轻星系仍在增长时也是如此。

据该团队称,宇宙早期激烈的恒星形成可能在加速磁场发展中起到了作用,并且这些磁场可能会影响后续世代恒星的最终形成。

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根据研究合著者、ESO 天文学家罗布·艾维森 (Rob Ivison) 的说法,这些新发现展示了星系的内部运作。“磁场与形成新恒星的物质有关,”艾维森在声明中 说道

为了探测到这些光线,该团队搜寻了来自一个名为 9io9 的 遥远星系 中尘埃颗粒发出的光。当磁场存在时,星系中充满了尘埃,这些尘埃倾向于排列成群,它们 发出的光会变得偏振。发生这种情况时,光波会沿着一个优选方向振荡,而不是随机振荡。当 ALMA 探测并绘制出来自星系 9io9 的更强偏振信号时,它可能首次证实了在一个非常遥远的星系中存在磁场。

“没有其他望远镜能够做到这一点,”吉奇说。

该团队希望,凭借这项新发现和对遥远磁场进行的未来观测,天文学家将能更接近了解星系基本构成部分的形成过程。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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