侦测到有史以来最远的星系磁场

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家利用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)探测到一个遥远星系的磁场,它的光经过了110多亿年才到达我们这里,我们看到的是宇宙刚诞生25亿年时的样子,这为了解像我们银河系这样的星系其磁场是如何形成的提供了重要的线索。

影像中显示遥远的9io9星系中磁场方向,9io9内的尘埃颗粒在某种程度上与星系的磁场对齐,因此,它们会发出偏振光,这表示光波会沿着一个偏好方向而非随机振荡。ALMA侦测到此偏振讯号,天文学家可以根据此讯号计算出磁场的方向,此处显示的是叠加在ALMA影像上的曲线。This image shows the orientation of the magnetic field in the distant 9io9 galaxy, seen here when the Universe was only 20% of its current age — the furthest ever detection of a galaxy’s magnetic field. Dust grains within 9io9 are somewhat aligned with the galaxy’s magnetic field, and due to this, they emit polarized light, meaning that light waves oscillate along a preferred direction rather than randomly. ALMA detected this polarization signal, from which astronomers could work out the orientation of the magnetic field, shown here as curved lines overlaid on the ALMA image. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.
图说:影像中显示遥远的9io9星系中磁场方向,9io9内的尘埃颗粒在某种程度上与星系的磁场对齐,因此,它们会发出偏振光,这表示光波会沿着一个偏好方向而非随机振荡。ALMA侦测到此偏振讯号,天文学家可以根据此讯号计算出磁场的方向,此处显示的是叠加在ALMA影像上的曲线。图片来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.

  宇宙中的许多天体都有磁场,无论是行星、恒星或是星系。研究人员表示我们银河系和其他星系都充满了磁场,横跨数万光年,尽管它们对于星系的演化至关重要,但我们对这些磁场的形成过程却知之甚少。目前还不清楚星系中的磁场在宇宙生命周期的早期是如何形成的,以及形成的速度有多快,因为到目前为止,天文学家只绘制了离我们较近星系的磁场。现在,利用ALMA研究团队在遥远的星系中发现了一个完全形成的磁场,其结构与在附近星系中观察到的类似,这个磁场比地球磁场弱约1,000倍,但范围超过了16,000多光年。这项发现为我们提供了关于星系尺度的磁场是如何形成的新线索,在宇宙历史的早期观测到完全发展的磁场,表示跨越整个星系的磁场可以在仍在生长的年轻星系时期迅速形成。

这张红外线影像显示遥远的星系9io9,可以看到它是一条围绕着明亮的附近星系弯曲的微红色弧线。这个附近的明亮星系就像一个重力透镜,它的质量使周围的时空发生了弯曲,因此扭曲了背景中来自9io9星系的光线。此彩色影像是由欧南天文台(ESO)位于智利的可见光和红外巡天望远镜(VISTA),和位于夏威夷的加法夏望远镜(CFHT)拍摄的红外线影像组合而成。This infrared image shows the distant galaxy 9io9, seen here as a reddish arc curved around a bright nearby galaxy. This nearby galaxy acts as a gravitational lens: its mass curves spacetime around it, bending lightrays coming from 9io9 in the background, hence its distorted shape. This color view results from combining infrared images taken with ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) in Chile and the Canada France Hawaii Telescope (CFHT) in the US. Credit: ESO/J. Geach et al.
图说:这张红外线影像显示遥远的星系9io9,可以看到它是一条围绕着明亮的附近星系弯曲的微红色弧线。这个附近的明亮星系就像一个重力透镜,它的质量使周围的时空发生了弯曲,因此扭曲了背景中来自9io9星系的光线。此彩色影像是由欧南天文台(ESO)位于智利的可见光和红外巡天望远镜(VISTA),和位于夏威夷的加法夏望远镜(CFHT)拍摄的红外线影像组合而成。图片来源:ESO/J. Geach et al.

  研究团队认为,早期宇宙中强烈的恒星形成可能在加速这些磁场的发展中发挥了作用。此外,这些磁场反过来也会影响后代恒星的形成过程,这一发现打开了了解星系内部运作的新窗口,因为磁场与形成新恒星的物质有关,为了进行这项探测,团队在遥远星系9io9中寻找尘埃颗粒发出的光。星系中充满了尘埃颗粒,当存在磁场时,这些颗粒会对齐,并且发出的光会发生偏振。这表示光波会沿着一个偏好方向而非随机振荡。当ALMA侦测到并绘制来自星系9io9的偏振讯号时,首次证实了非常遥远的星系中存在磁场,天文学家可以根据此讯号计算出磁场的方向。研究人员表示任何其他的望远镜都无法做到这一点,希望透过这次和未来对遥远磁场的观测,能解开这些基本的星系特征是如何形成的谜团。相关研究成果发表于《自然》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

资料来源:SciTechDaily

生成海报
(本文共有1人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注