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宇宙的磁場是從哪里來的？

宇宙


宇宙的磁場是從哪里來的？


描繪μ介子的磁場 。（圖片來源：Newton Henry Black/維基共享資源）
據(jù)美國太空網(wǎng)（Paul Sutter）：宇宙如何產(chǎn)生大磁場一直是天體物理學(xué)中最棘手的突出問題之一 ?，F(xiàn)在，研究人員提出了一種新的解決方案：當(dāng)?shù)谝慌阈浅霈F(xiàn)時，一個巨大的“塵埃電池”開始工作 。
磁場在宇宙中無處不在 。當(dāng)然，地球的磁場可以偏轉(zhuǎn)危險的宇宙輻射，擺動我們的指南針，并引導(dǎo)成群的候鳥 。但其他行星和恒星也有磁?。?木星和太陽的磁場比地球的磁場更強大 。
甚至整個銀河系都有自己的磁場 。它比地球弱大約一百萬倍 ， 但它橫跨數(shù)萬光年，橫跨整個星系 。天文學(xué)家知道更大的磁場，其中一些磁場充滿了整個星系團，其直徑可達數(shù)百萬光年 。
那么，這些巨大的磁場是從哪里來的呢？盡管它們相對較弱 ， 但它們非常大 。因此，無論是什么創(chuàng)造了它們 ， 都必須來自具有適當(dāng)能量的大規(guī)模來源 。幾十年來 ， 天文學(xué)家提出了許多機制 ， 其中大多數(shù)依賴于一個發(fā)電機過程，該過程將微弱的“種子”場放大到現(xiàn)在的值 。
在10月份提交給《天體物理學(xué)雜志》的一篇論文中 ， 研究人員提出了一種新的解決方案 。他們的設(shè)想始于宇宙黎明，當(dāng)時宇宙只有幾億年的歷史，第一批恒星和星系開始發(fā)光 。在第一批恒星死亡后，它們留下了一些較重的元素，這些元素在星際空間中相互發(fā)現(xiàn) ， 成為第一批塵埃 。
這些塵埃顆粒通常通過輻射轟擊和相互摩擦而帶電 。當(dāng)?shù)诙阈橇疗饡r，它們的強光穿過周圍的所有氣體和塵埃 。如果這些恒星足夠強大，它們的輻射可以推壓塵埃顆粒，使它們穿過其余的氣體 。這些移動的帶電塵埃顆粒會產(chǎn)生微弱但大規(guī)模的電流，就像1000光年寬的銅線 。
因為星際氣體對輻射的過濾不會完全均勻，所以移動的塵埃顆粒往往會在一些地方聚集，在另一些地方分散 。這將導(dǎo)致不同地方的電流量不同，根據(jù)電磁定律，這自然會產(chǎn)生磁場 。
在這項新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種磁場將非常弱 ， 大約是地球磁場強度的十億分之一 。但它足夠大 ， 其他天體物理過程，如混合和發(fā)電機放大 ， 可以抓住種子場并產(chǎn)生我們今天看到的磁場 。
然而，這只是一個假設(shè) 。研究人員在結(jié)束他們的工作時，提出了一個將這種機制納入星系及其磁場演化模擬的配方 。這是將該理論預(yù)測的全磁場與我們在實際宇宙中看到的磁場進行比較的關(guān)鍵一步 。我們不能讓時光倒流，看看很久以前宇宙的磁場是什么樣子的，但我們可以用這樣的想法來嘗試重建過去 。