星系神秘磁场快速形成

遥远类星体揭示古老磁场的秘密

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来自遥远类星体(早期发出巨大光芒的星系)的光线为研究人员提供了关于当今星系中存在的大量磁场起源的新线索:当宇宙只有现在年龄的三分之一时,它们就已经很强大了。

天文学家观察到,类星体的无线电辐射往往以某种角度或偏振方式出现,强大的磁场肯定扭曲了它们。它们距离地球越远,它们的光线就越偏振。但研究人员不知道磁场是类星体的一部分,还是在类星体光线到达我们望远镜的过程中遇到的星系中存在的。

因此,一个由瑞士联邦理工学院(ETH Zurich)的天文学家领导的团队,使用欧洲南方天文台的甚大望远镜在智利扫描了70多个类星体,以寻找隐藏在类星体前的星系的迹象。具体来说,他们检查了一个被称为镁(II)吸收线的特征,即特定波长的光强度降低,这是一个常用的指标,表明来自恒星形成星系的气体吸收了该光线。

研究人员今天在《自然》杂志上报道说,显示镁(II)线的类星体的光比样本中其他类星体的光更强地偏振。解释:光线确实穿过了规则星系,并且很可能在这个过程中获得了偏振。

他们通过测量吸收线的红移来估计磁性星系的年龄——当星系快速分离时观察到的光线变红。研究作者弗朗西斯科·米尼亚蒂说,推断的星系的典型红移对应于 52 亿年的年龄。对宇宙微波背景的精确测量将当今宇宙的年龄定为 137 亿年。

米尼亚蒂说,最早的星系没有磁场。但不知何故,它们变得很普遍,也许是由于类星体中剧烈事件的结果,这些事件为其他星系播下了微小但强大的磁场。

研究人员推测,湍流物质扩张并通过像拉太妃糖一样拉动磁场来加强磁场。威斯康星大学麦迪逊分校的天体物理学家艾伦·茨威贝尔说:“这些观察告诉我们,这种拉伸过程发生得非常迅速。”

她说,将这些磁场纳入恒星形成的计算机模型中,可能有助于解决为什么在过去 50 亿年左右形成的恒星通常与太阳的大小差不多——比早期的恒星小的问题。人们认为星系磁场通过使恒星旋转变慢来影响恒星的大小。

她说,这些观察“告诉我们,在早期确实存在磁场”,“你必须将它们纳入模型中”。

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