クラスター間空間の磁場:最後に測定

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地球、太陽、惑星間空間、銀河(天の川;とにかくそれらのいくつか)の星、銀河の星間物質(ISM)、および他の渦巻銀河(とにかくいくつか)のISMが測定されました。しかし、銀河の間の空間(および銀河のクラスターの間、IGMとICM)の磁場の強さの測定はありません。

今まで。

しかし、誰が気にしますか? IGMおよびICM磁場の強さはどのような科学的重要性を持っていますか?

これらのフィールドの推定値は、「銀河間媒質に磁場を作るいくつかの基本的なプロセスがあったという手がかり」を提供する可能性があります。 「トップダウン」のアイデアの1つは、ビッグバンの直後、インフレ、ビッグバン元素合成、またはバリオン物質と放射線の分離の前後に、空間のすべてに何らかの形でわずかな磁場が残っていたということです。星と銀河が集まり、その強度を増幅したとき。もう1つの「ボトムアップ」の可能性は、星などの原始宇宙の小さな物体のプラズマの動きによって最初に形成された磁場が、外向きに宇宙に伝播することです。

それでは、どのようにして銀河から遠く離れた宇宙の領域(はるかに少ない銀河のクラスター)の領域で、数千万から数億光年離れた磁場の強度をどのように推定しますか?そして、これらのフィールドがナノガウス(nG)よりもはるかに小さいと予想される場合、これをどのように実行しますか?おそらくフェムトガウス(ナノガウスの100万分の1)と同じくらい小さいでしょうか?あなたはどんなトリックを使うことができますか?

非常にきちんとしたもので、物理学に直接依存していないため、ここでは地球上のどの実験室でも直接テストされていません。今日これを読んでいる人の生涯を通じてそれほどテストされない可能性が高いです。赤外線またはマイクロ波と衝突します(これは今日、どの研究所でもテストできません。なぜなら、十分に高いエネルギーのガンマ線を作ることができないためです。できても、赤外線やマイクロ波とめったに衝突しないからです。そのようなペアが生成されるのを見るには、何世紀も待たなければならないでしょう)。しかし、ブレーザーは大量のTeVガンマ線を生成し、銀河間空間ではマイクロ波光子が豊富にあり(これが宇宙のマイクロ波背景– CMB –です!)、遠赤外線もそうです。

生成された陽電子と電子は、CMB、局所磁場、他の電子と陽電子などと相互作用します(詳細はかなり複雑ですが、基本的にはしばらく前に計算されました)。 TeVガンマ線の明るい光源は、通過するIGMおよびICMの強度に下限を設定できます。最近のいくつかの論文では、Fermiガンマ線宇宙望遠鏡とMAGIC望遠鏡を使用して、このような観測の結果が報告されています。

では、これらの磁場はどれほど強いのでしょうか?さまざまな論文では、フェムトガウスの1/10を超えるものから数フェムトガウスを超えるものまで、さまざまな数値を示しています。

「銀河や銀河団とは関係なく、銀河間空間のはるか遠方の磁場に下限を設定しているという事実は、宇宙全体で非常に広いスケールで作用するいくつかのプロセスが実際にあったことを示唆しています」とZweibelは述べています。そして、そのプロセスはビッグバンのすぐ後に、初期の宇宙で起こったでしょう。 「これらの磁場は最近形成されなかった可能性があり、原始宇宙で形成されたはずです」とジュネーブ大学の理論物理学者であるルース・ダラーは言います。

ですから、おそらく、初期宇宙の物理学についてもう1つの窓が開けているでしょう。やったー!

出典:Science News、arXiv:1004.1093、arXiv:1003.3884

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