På universets store veikart er travle klynger av galakser forbundet med lange motorveier med plasmaveving rundt villmarken i tomt rom. Disse mellomrommene er kjent som filamenter, og de kan strekke seg i hundrevis av millioner lysår, befolket bare av støv, gass og travle elektroner som kjører veldig nær den universelle fartsgrensen.
Selv når du beveger seg i nær lyshastighet, bør partiklene bare være i stand til å gjøre det til en brøkdel av veien ned i et av disse filamentene før det går tom for juice og brytes ned. Imidlertid har et team av astronomer som patruljerer et glødetråd mellom to langsomt sammenstøtende galakse-klynger, oppdaget en strøm av elektroner som ikke overholder disse trafikkreglene. I det gassformede glødetråden mellom galakse-klyngene Abell 0399 og Abell 0401, har forskerne oppdaget en enorm bro av radiobølgeutslipp, skapt av ladede partikler som suser nedover en 10 millioner lys år lang vei i lengre tid enn det som burde vært fysisk mulig.
Kilden til denne kosmiske trafikkovertredelsen, i følge en ny studie publisert 7. juni i tidsskriftet Science, kan være et svakt, men turbulent magnetfelt som strekker seg fra en galakse klynge til den neste, og gir en mystisk partikkelakselerator som sparker elektroner 10 ganger lenger enn de er vanligvis i stand til å reise.
I følge hovedforfatterforfatter Federica Govoni, forsker ved det italienske nasjonale instituttet for astrofysikk, er dette første gang et magnetfelt blir observert som går gjennom et galaktisk glødetråd, og kan etterlyse en viss omtenkning om hvordan partikler akselereres over utrolig lange avstander .
"Det er et veldig svakt magnetfelt, omtrent 1 million ganger enn jordens," sa Govoni i en video som fulgte studien. Imidlertid skrev hun og kollegene i papiret, som fremdeles kan være sterke nok til å avgi sjokkbølger som er i stand til å akselerere raskt bevegelige partikler over utrolige lengder når de bremser - effektivt å skape en elektronisk motorvei.
En bro mellom giganter
Abell 0399 og Abell 0401 ligger omtrent 1 milliard lysår fra Jorden, og er nærliggende galakse-klynger - grupper på hundrevis eller tusenvis av galakser som alle er gravitasjonsbundet sammen, og som representerer noen av de mest massive gjenstandene i universet. Om noen få milliarder år vil de to store klyngene sannsynligvis kollidere; for nå er de omtrent 10 millioner lysår fra hverandre og koblet sammen med den nevnte motorveien til plasma.
I en tidligere studie oppdaget Govoni og hennes kolleger at de to klyngene var i ferd med å lage et magnetfelt med radiobølger. I sitt nye arbeid ønsket forskerne å finne ut om det feltet strakte seg ut i verdensrommet utenfor grensene for de to massive gjenstandene - og spesielt om det kunne ri nedover det enorme plasmafilamentet mellom dem.
Ved å bruke et nettverk av teleskoper kalt Low-Frequency Array (LOFAR), så forskerne en lang "ås" av radioutslipp som tydelig forbinder den ene klyngen til den neste.
"Dette utslippet krever en populasjon av relativistiske elektroner og et magnetfelt som befinner seg i et glødetråd mellom de to galakse-klyngene," skrev forfatterne i studien. Fordi det ikke var andre åpenbare radiokilder mellom klyngene, konkluderte teamet med at mønet mest sannsynlig var en forlengelse av magnetfeltene og høyhastighetspartikkelinteraksjoner som oppsto inne i klyngene.
Etter å ha kjørt noen datasimuleringer, fant teamet ut at til og med et relativt svakt magnetfelt (som dette) kan skape sjokkbølger som er sterke nok til å akselerere høyhastighetselektroner som har bremset ned og holde dem susende ned glødetrådens lengde. Det er imidlertid bare en mulig forklaring på et fenomen som ifølge forskerne fremdeles er et ganske stort mysterium. Heldigvis har forskere fortsatt noen milliarder år på å løse det.
