Styrken til magnetfeltene her på jorden, på solen, i mellomplanetens rom, på stjerner i galaksen vår (Melkeveien; noen av dem uansett), i det interstellare mediet (ISM) i vår galakse, og i ISM av andre spiralgalakser (noen av dem uansett) er blitt målt. Men det har ikke blitt foretatt målinger av styrken til magnetiske felt i rommet mellom galakser (og mellom klynger av galakser; IGM og ICM).
Frem til nå.
Men hvem bryr seg? Hvilken vitenskapelig betydning har styrken til magnetfeltene IGM og ICM?
Estimater av disse feltene kan gi "en anelse om at det var en grunnleggende prosess i det intergalaktiske mediet som skapte magnetiske felt," sier Ellen Zweibel, en teoretisk astrofysiker ved University of Wisconsin, Madison. En “top-down” -idee er at all plassen på en eller annen måte ble sittende igjen med et lite magnetfelt like etter Big Bang - rundt slutten av inflasjonen, Big Bang Nucleosynthesis, eller frakobling av baryonisk materiale og stråling - og dette feltet vokste i styrke mens stjerner og galakser samlet seg og forsterket dens intensitet. En annen "bottom-up" -mulighet er at magnetfelt som opprinnelig ble dannet av bevegelse av plasma i små objekter i det primordiale universet, for eksempel stjerner, og deretter forplantet seg ut i rommet.
Så hvordan estimerer du styrken til et magnetfelt, titalls eller hundrevis av millioner lysår unna, i områder av verdensrommet en lang vei fra noen galakser (mye mindre klynger av galakser)? Og hvordan gjør du dette når du forventer at disse feltene skal være mye mindre enn en nanoGauss (nG), kanskje så liten som en femtoGauss (fG, som er en milliondel av en nanoGauss)? Hvilket triks kan du bruke ??
En veldig ryddig en, som er avhengig av fysikk som ikke er direkte testet i noe laboratorium, her på jorden, og som neppe vil bli testet i løpet av levetiden til noen som leser dette i dag - produksjonen av positron-elektronpar når en høy-energi gammastråle kolliderer med en infrarød eller mikrobølgeovn (dette kan ikke testes i noe laboratorium i dag, fordi vi ikke kan lage gammastråler med tilstrekkelig høy energi, og selv om vi kunne, ville de kollidere så sjelden med infrarødt lys eller mikrobølger Vi må vente i århundrer for å se et slikt par produsert). Men blazars produserer store mengder TeV gamma-stråler, og i mikrobølgeovn er mikrobølgefotoner rikelig (det er hva den kosmiske mikrobølgebakgrunnen - CMB - er!), Og det er også langt infrarøde.
Etter å ha blitt produsert, vil positron og elektron samhandle med CMB, lokale magnetfelt, andre elektroner og positroner, osv. (Detaljene er ganske rotete, men ble i utgangspunktet utarbeidet for en tid tilbake), med nettoresultatet som observasjoner av fjerne, lyse kilder til TeV gamma-stråler kan sette nedre grenser for styrken til IGM og ICM som de beveger seg gjennom. Flere nylige artikler rapporterer resultater av slike observasjoner ved bruk av Fermi Gamma-Ray-romteleskopet og MAGIC-teleskopet.
Så hvor sterke er disse magnetfeltene? De forskjellige papirene gir forskjellige tall, fra større enn noen tiendedeler av en femtoGauss til større enn noen få femtoGauss.
"Det faktum at de har lagt en nedre grense for magnetfelt langt ute i intergalaktisk rom, ikke assosiert med noen galakse eller klynger, tyder på at det virkelig var en prosess som virket på veldig brede skalaer i hele universet," sier Zweibel. Og den prosessen ville ha skjedd i det tidlige universet, ikke lenge etter Big Bang. "Disse magnetiske feltene kunne ikke ha dannet seg i det siste og måtte ha dannet seg i det eldste universet," sier Ruth Durrer, en teoretisk fysiker ved Universitetet i Genève.
Så kanskje har vi enda et vindu inn i fysikken i det tidlige universet; hurra!
Kilder: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
