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Mar. 01 2023

科學家發現迄今為止宇宙間尺度最大的磁場

  • 對宇宙網間不同的觀測圖,由左至右分別為(氣體、電磁波、磁場、三者合成)。

    對宇宙網間不同的觀測圖,由左至右分別為(氣體、電磁波、磁場、三者合成)。

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雖然宇宙是電中性的,但原子可以經由游離作用將帶著正電的原子核及帶負電的電子分開,而這些電荷加速時就會產生磁場,大尺度磁場的常見來源之一是星際間電漿與其內部的碰撞所致,這也是銀河系磁場的主要來源之一。

但磁場在更大的尺度中也應該存在,宇宙物質分布在一個被稱為宇宙網的結構中,巨大的超星系團被貧瘠的空洞所隔開,如同肥皂水所形成的大量泡泡那樣,形成了一個宇宙物質網。宇宙網的大部分都是游離的,因此也應該會產生雖微弱但巨大的星系間磁場,至少理論上應該是這樣,近期一個研究團隊首次發現了宇宙間最大尺度磁場──「宇宙網磁場」。

事實上我們並無法直接探測到數十億光年外的磁場,科學家透過磁場對帶電粒子的影響從而觀測到它們,當電子或其它粒子沿著磁場線旋轉時,它們會發出無線電波。藉由這個觀測方法,天文學家可以描繪出銀河系的磁場,而宇宙網的無線電波更微弱,幾乎不容易被察覺,也容易被其它附近的星系干擾。為了克服這個難關,研究團隊專注於無線電偏振光,這是具有特定方向的無線電波,由於不同的星系或星團,偏振的方向也會有所不同,因此研究團隊可以更容易地從這些多如牛毛的無線電訊號中篩查出屬於宇宙網的部分。

此一結果證實了宇宙網磁場的存在,同時也證明了星系間存在碰撞衝擊波的觀點,這些衝擊波曾在電腦模擬宇宙結構中出現,而這意外地成為了此觀點的有力證據,該篇論文發表在《科學進展》(Science Advance)上。(編譯/許晉翊)

 

資料來源:Universe Today

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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