偵測到有史以來最遠的星系磁場

天文學家利用亞他加馬大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）探測到一個遙遠星系的磁場，它的光經過了110多億年才到達我們這裡，我們看到的是宇宙剛誕生25億年時的樣子，這為了解像我們銀河系這樣的星系其磁場是如何形成的提供了重要的線索。

影像中顯示遙遠的9io9星系中磁場方向，9io9內的塵埃顆粒在某種程度上與星系的磁場對齊，因此，它們會發出偏振光，這表示光波會沿著一個偏好方向而非隨機振盪。ALMA偵測到此偏振訊號，天文學家可以根據此訊號計算出磁場的方向，此處顯示的是疊加在ALMA影像上的曲線。圖片來源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.

宇宙中的許多天體都有磁場，無論是行星、恆星或是星系。研究人員表示我們銀河系和其他星系都充滿了磁場，橫跨數萬光年，儘管它們對於星系的演化至關重要，但我們對這些磁場的形成過程卻知之甚少。目前還不清楚星系中的磁場在宇宙生命週期的早期是如何形成的，以及形成的速度有多快，因為到目前為止，天文學家只繪製了離我們較近星系的磁場。現在，利用ALMA研究團隊在遙遠的星系中發現了一個完全形成的磁場，其結構與在附近星系中觀察到的類似，這個磁場比地球磁場弱約1000倍，但範圍超過了1萬6000多光年。這項發現為我們提供了關於星系尺度的磁場是如何形成的新線索，在宇宙歷史的早期觀測到完全發展的磁場，表示跨越整個星系的磁場可以在仍在生長的年輕星系時期迅速形成。

這張紅外線影像顯示遙遠的星系9io9，可以看到它是一條圍繞著明亮的附近星系彎曲的微紅色弧線。這個附近的明亮星系就像一個重力透鏡，它的質量使周圍的時空發生了彎曲，因此扭曲了背景中來自9io9星系的光線。此彩色影像是由歐南天文臺（ESO）位於智利的可見光和紅外巡天望遠鏡（VISTA），和位於夏威夷的加法夏望遠鏡（CFHT）拍攝的紅外線影像組合而成。圖片來源：ESO/J. Geach et al.

研究團隊認為，早期宇宙中強烈的恆星形成可能在加速這些磁場的發展中發揮了作用。此外，這些磁場反過來也會影響後代恆星的形成過程，這一發現打開了了解星系內部運作的新窗口，因為磁場與形成新恆星的物質有關，為了進行這項探測，團隊在遙遠星系9io9中尋找塵埃顆粒發出的光。星系中充滿了塵埃顆粒，當存在磁場時，這些顆粒會對齊，並且發出的光會發生偏振。這表示光波會沿著一個偏好方向而非隨機振盪。當ALMA偵測到並繪製來自星系9io9的偏振訊號時，首次證實了非常遙遠的星系中存在磁場，天文學家可以根據此訊號計算出磁場的方向。研究人員表示任何其他的望遠鏡都無法做到這一點，希望透過這次和未來對遙遠磁場的觀測，能解開這些基本的星系特徵是如何形成的謎團。相關研究成果發表於《自然》（Nature）期刊上。

資料來源：SciTechDaily

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。