Jačina magnetskih polja ovdje na Zemlji, na Suncu, u međuplanetarnom prostoru, na zvijezdama u našoj galaksiji (Mliječni put; neke od njih svejedno), u međuzviježđom mediju (ISM) u našoj galaksiji i u ISM ostalih spiralnih galaksija (neke od njih su svejedno) su izmjereni. Ali nisu izvršena mjerenja jačine magnetskih polja u prostoru između galaksija (i između klastera galaksija; IGM i ICM).
Sve do sada.
Ali koga briga? Kakvu znanstvenu važnost imaju jačina magnetskog polja IGM i ICM?
Procjene ovih polja mogu pružiti "trag da je u intergalaktičkom mediju postojao neki temeljni proces koji je stvorio magnetska polja", kaže Ellen Zweibel, teorijska astrofizičarka na Sveučilištu Wisconsin u Madisonu. Jedna ideja „odozgo prema dolje“ je da je sav prostor nekako ostavljen laganim magnetskim poljem ubrzo nakon Velikog praska - oko kraja inflacije, Nukleointeze većeg praska ili odvajanja barijenske materije i zračenja - a ovo polje je postajalo jače kako su zvijezde i galaksije prikupljale i pojačavale svoj intenzitet. Druga mogućnost "odozdo prema gore" je da se magnetska polja formiraju u početku gibanjem plazme u malim objektima u prvobitnom svemiru, poput zvijezda, a zatim šire prema van u svemir.
Pa kako procjenjujete snagu magnetskog polja udaljenog nekoliko desetaka ili stotina milijuna svjetlosnih godina, u predjelima svemira, daleko od bilo koje galaksije (mnogo manje klastera galaksija)? I kako to učiniti kada očekujete da su ta polja mnogo manja od nanoGausa (nG), možda mala kao femtoGauss (fG, što je milijun nanoGausa)? Koji trik možete koristiti?
Vrlo uredan, onaj koji se oslanja na fiziku koja nije direktno testirana u bilo kojem laboratoriju, ovdje na Zemlji, i malo je vjerojatno da će biti testirana tijekom života danas koga ovo čita - proizvodnja parova pozitrona-elektroni kada visoko-energetski gama zrači fotonom sudara s infracrvenom ili mikrovalnom pećnicom (to se danas ne može testirati u bilo kojem laboratoriju, jer ne možemo napraviti gama zrake dovoljno visoke energije, a čak i da možemo, oni bi se rijetko sudarali s infracrvenim svjetlom ili mikrovalnim pećnicama morali bismo čekati stoljeća da se takav par stvori). Ali blazari proizvode ogromne količine TeV gama zraka, a u intergalaktičkom svemiru mikrovalovnih fotona ima dosta (to je ono što posjeduje kozmička mikrovalna pozadina - CMB!), Pa su i daleko infracrvene.
Nakon što su proizvedeni, pozitron i elektron će komunicirati s CMB-om, lokalnim magnetskim poljem, drugim elektronima i pozitronima itd. (Pojedinosti su prilično neuredne, ali su u osnovi razrađene prije nekog vremena), s neto rezultatom da su promatranja udaljenih, svijetli izvori TeV gama zraka mogu postaviti niže granice snage IGM i ICM kroz koje putuju. Nekoliko novijih radova izvještava o rezultatima takvih opažanja, koristeći svemirski teleskop Fermi Gamma-Ray i teleskop MAGIC.
Koliko su jaka ta magnetska polja? Različiti radovi daju različite brojeve, od nekoliko desetina femtoGaussa do više od nekoliko femtoGausa.
"Činjenica da su postavili donju granicu magnetskih polja daleko u intergalaktičkom prostoru, koja nisu povezana s bilo kojom galaksijom ili klasterima, sugerira da je zaista postojao neki proces koji je djelovao na vrlo širokim mjerilima u svemiru", kaže Zweibel. A taj bi se proces dogodio u ranom svemiru, nedugo nakon Velikog praska. "Ta se magnetska polja nisu mogla formirati nedavno i trebala bi se formirati u prvobitnom svemiru", kaže Ruth Durrer, teorijska fizičarka sa Sveučilišta u Ženevi.
Dakle, možda imamo još jedan prozor u fiziku ranog svemira; Hura!
Izvori: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
