渦巻銀河に磁場があることは半世紀以上前から知られており（発見から数年前に存在するはずであるとの予測）、一部の銀河の磁場は非常に詳細にマッピングされています。
しかし、これらの磁場はどのようにして私たちが観察する特性を持つようになったのでしょうか？そして、それらはどのように持続しますか？
英国の天文学者であるStas Shabala、James Mead、Paul Alexanderによる最近の論文には、これらの質問に対する回答が含まれている可能性があり、4つの物理的プロセスが主要な役割を果たしています。ディスクへの冷たいガスの流入、超新星フィードバック（これら2つは電磁流体乱流を増加させます）、星の形成（これによりガス、したがって冷たいガスから乱流エネルギーが除去されます）、および銀河の回転差（これにより、フィールドのエネルギーが非コヒーレントなランダムフィールドから秩序だったフィールドに連続的に転送されます）。ただし、天文学者のモデルは、観測された巨大な渦巻銀河のフィールドと一致しないため、少なくとも1つの他の重要なプロセスが必要です。
「星間媒質（ISM）における高エネルギー電子の放射シンクロトロン放射は、銀河における磁場の存在を示しています。背景偏光源の回転測定（RM）は、2種類のフィールドを示します。ランダムフィールドは、ISMの乱流より大きいスケールではコヒーレントではありません。そして、大規模な一貫性を示すらせん状の秩序場」と著者らは書いている。 「典型的な銀河の場合、これらのフィールドは数μGの強さを持っています。 M51のような銀河では、コヒーレント磁場が光学スパイラルアームに関連付けられていることが観測されています。そのようなフィールドは、星の形成と宇宙線の物理学において重要であり、銀河の進化にも影響を与える可能性がありますが、それらの重要性にもかかわらず、それらの起源、進化、および構造についての質問はほとんど未解決のままです。
天体物理学のこの分野は急速に進歩しており、ランダム磁場がどのように生成されるかについての理解は、過去10年間ほどで十分に確立されてきました（ISMの乱流によって生成され、単相電磁流体力学（MHD）としてモデル化されています）流体、その中で磁力線は凍結されています）。一方、ランダムフィールドをらせん状に巻き上げて、差動回転（ダイナモ）で大規模フィールドを生成することは、ずっと以前から知られています。
これらの銀河自体が形成されたときに渦巻状に秩序だったフィールドがどのように形成されたかの詳細–バリオン物質と放射線の分離から数億年以内に（今日見られる宇宙のマイクロ波背景をもたらした）–実験は明らかになっているこれらの仮説はまだ観察可能ではありません（非常に少数の高赤方偏移銀河は、光学およびNIR期間で研究されており、磁場が詳細にマッピングされていることは言うまでもありません）。
「自己矛盾のない銀河の形成と進化のモデルに磁場を含める最初の（私たちの知る限りでは）試みを提示します。多くの銀河の特性が予測されており、これらを利用可能なデータと比較します」とShabala、Mead、Alexanderは述べています。それらは、分析的銀河形成と進化モデルから始まります。これは、「ガス冷却、星形成、および宇宙論的なコンテキストでのさまざまなフィードバックプロセスを追跡します。このモデルは、局所的な銀河の特性、宇宙の星形成の歴史、恒星の質量関数のz〜1.5への進化、および大量の銀河の初期の蓄積を同時に再現します。モデルの中心となるのは、ISMの乱流運動エネルギーとランダム磁場エネルギーです。この2つは、宇宙論的タイムスケールで瞬間的なタイムスケールで等しくなります。
したがって、ドライバーはISMにエネルギーを注入し、ISMからエネルギーを除去する物理プロセスです。
「ISMへのエネルギー注入の最も重要な源の1つは超新星です」と著者は書いています。 「星の形成は乱流エネルギーを取り除きます」、そして「暗黒物質のハローから降り注ぐガスは乱流にその潜在的なエネルギーを堆積させます」。彼らのモデルには4つの自由なパラメーターしかありません。3つは、ISMに乱流を追加または削除するプロセスの効率を説明し、1つはランダムな磁場からどのように高速秩序磁場が発生するかを説明します。
シャバラ、ミード、アレクサンダーは彼らの結果に興奮していますか？あなたは審査員になります。「2つのローカルサンプルを使用してモデルをテストします。このモデルは、広範囲の低質量銀河と中質量銀河の磁場強度と電波輝度を十分に再現します。」
そして、彼らは高質量の渦巻銀河の詳細な天文観測を説明するために何が必要だと思いますか？ 「ガス冷却を抑制するためには、強力なAGNによるガス放出を含める必要があります。」
言うまでもなく、次世代の電波望遠鏡（EVLA、SKA、LOFAR）は、銀河の磁場のすべてのモデル（渦巻きだけでなく）をはるかに厳格なテストにかけます（これらの磁場の形成に関する仮説さえも可能にします）。 100億年以上前、テストされる）。
出典：銀河の磁場：I.局所後期型銀河の電波円盤
