Moč magnetnih polj tukaj na Zemlji, na Soncu, v medplanetarnem vesolju, na zvezdah v naši galaksiji (Mlečna pot; nekatere izmed njih so vseeno), v medzvezdnem mediju (ISM) v naši galaksiji in v Izmerili smo ISM drugih spiralnih galaksij (nekatere izmed njih so vseeno). Vendar ni bilo meritev jakosti magnetnih polj v prostoru med galaksijami (in med grozdi galaksij; IGM in ICM).
Do sedaj.
Ampak koga briga? Kakšen znanstveni pomen ima jakost magnetnih polj IGM in ICM?
Ocene teh polj lahko dajo "namig, da je v medgalaktičnem mediju prišlo do nekaj temeljnega procesa, ki je naredil magnetna polja," pravi Ellen Zweibel, teoretična astrofizičarka na univerzi Wisconsin v Madisonu. Ena od zamisli "od zgoraj navzdol" je, da je ves prostor nekako zapustil rahlo magnetno polje kmalu po velikem naletu - okrog konca inflacije, nukleosinteze velikega poka ali ločitve barionske snovi in sevanja - in to polje je postajalo moč ko so zvezde in galaksije zbirale in stopnjevale svojo intenzivnost. Druga možnost "od spodaj navzgor" je, da se magnetna polja, ki so nastala na začetku s premikanjem plazme v majhnih predmetih v prvotnem vesolju, kot so zvezde, nato razmnožijo navzven v vesolje.
Kako torej ocenite jakost magnetnega polja, oddaljenega več deset ali sto milijonov svetlobnih let, v območjih vesolja, daleč od vseh galaksij (veliko manj grozdov galaksij)? In kako to storite, ko pričakujete, da bodo ta polja veliko manj kot nanoGauss (nG), morda majhna kot femtoGauss (fG, kar je milijonino nanoGauss)? Kateri trik lahko uporabite ??
Zelo čeden, ki se opira na fiziko, ki ni neposredno preizkušena v nobenem laboratoriju, tukaj na Zemlji, in verjetno ne bo tako preizkušena v življenju vsakogar, ki danes to bere, - izdelava parov pozitronov-elektronov, ko je visoko energijski gama žarek fotona trči z infrardečo ali mikrovalovno pečico (tega danes ni mogoče preizkusiti v nobenem laboratoriju, ker ne moremo narediti gama žarkov z dovolj visoko energijo in četudi bi lahko, bi se redko trčili z infrardečo svetlobo ali mikrovalovi morali bi čakati stoletja, da se tak par ustvari). Toda blazarji proizvajajo ogromne količine TeV gama žarkov in v medgalaktičnem vesolju je mikrovalovnih fotonov veliko (to je tisto, kar je kozmično ozadje mikrovalov - CMB!) In tako so tudi daleč infrardeči.
Pozitron in elektron bosta nastala v interakciji s CMB, lokalnimi magnetnimi polji, drugimi elektroni in pozitroni itd. (Podrobnosti so precej zmešane, a so bile v osnovi izdelane pred časom), z neto rezultatom pa so opažanja oddaljenih oz. svetli viri TeV gama žarkov lahko postavijo nižje meje jakosti IGM in ICM, skozi katere potujejo. Več nedavnih dokumentov poroča o rezultatih takšnih opazovanj s pomočjo vesoljskega teleskopa Fermi Gamma-Ray in teleskopa MAGIC.
Kako močna so ta magnetna polja? Različni prispevki navajajo različne številke, od več kot nekaj desetin femtoGaussa do večjih od nekaj femtoGauss.
"Dejstvo, da so postavili spodnjo mejo na magnetna polja daleč zunaj medgalaktičnega prostora, ki niso povezani z nobeno galaksijo ali grozdi, kaže na to, da je bil res nek postopek, ki je deloval na zelo širokih lestvicah po vsem vesolju," pravi Zweibel. In ta proces bi se zgodil v zgodnjem vesolju, kmalu po velikem udaru. "Ta magnetna polja se ne bi mogla oblikovati pred kratkim in bi se morala oblikovati v prvotnem vesolju," pravi Ruth Durrer, teoretična fizika z Ženevske univerze.
Morda imamo še eno okno v fiziko zgodnjega vesolja; hooray!
Viri: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
