Az Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) műszeregyüttes segítségével egy olyan távoli galaxis mágneses terét észlelték, amelynek fénye több mint 11 milliárd évett utazott, mire eljutott hozzánk. A galaxist olyannak látjuk, mint amikor az Univerzum még csak 2,5 milliárd éves volt. Az eredmény alapvető támpontokat ad a csillagászoknak arra vonatkozóan, hogyan jöttek létre az olyan galaxisok mágneses terei, mint a mi Tejútrendszerünk.

Az Univerzumban sok csillagászati objektumnak van mágneses mezeje, legyen szó bolygóról, csillagról vagy galaxisról. „Sokan talán nincsenek is tudatában annak, hogy egész galaxisunkat és más galaxisokat is több tízezer fényévre kiterjedő mágneses mező veszi körül” – mondta James Geach, a Hertfordshire-i Egyetem asztrofizika professzora, a Nature folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője.

„Valójában nagyon keveset tudunk arról, hogyan alakulnak ki ezek a mezők, annak ellenére, hogy alapvető fontossságúak a galaxisok fejlődésében” – tette hozzá Enrique Lopez Rodriguez, a tanulmányban szintén részt vevő Stanford Egyetem kutatója. Egyelőre nem világos, hogy az Univerzum életének mennyire korai szakaszában és milyen gyorsan alakulnak ki a mágneses mezők a galaxisokban, mert a csillagászok eddig csak a hozzánk közeli galaxisokban térképeztek fel mágneses tereket.

Az ALMA segítségével azonban Geach és csapata egy távoli galaxis mágneses terét fedezte fel, amelynek szerkezete teljesen hasonló a közeli galaxisokban megfigyeltekéhez. A mező körülbelül ezerszer gyengébb, mint a Föld mágneses tere, de több mint 16 000 fényévre terjed ki.

A 9io9 galaxis az ALMA szemével. A 9io9-en belüli porszemcsék valamelyest igazodnak a galaxis mágneses mezejéhez, és emiatt polarizált fényt bocsátanak ki, ami azt jelenti, hogy a fényhullámok nem véletlenszerűen, hanem egy kitüntetett irányban oszcillálnak. Az ALMA észlelte ezt a polarizációs jelet, amelyből meghatározhatták a mágneses mező orientációját, amelyet az ALMA képén görbe vonalakként mutatnak be.

„Ez a felfedezés új támpontokat ad nekünk a galaktikus léptékű mágneses mezők kialakulásához” – magyarázta Geach. Egy teljesen kifejlett mágneses mező megfigyelése az Univerzum történetének korai szakaszában azt jelzi, hogy az egész galaxisokon átívelő mágneses mezők meglehetősen gyorsan kialakulhatnak, már aközben, hogy a galaxiskezdemények még növekednek.

A kutatócsoport úgy véli, hogy a korai Univerzum intenzív csillagkeletkezése szerepet játszhatott a mezők fejlődésének felgyorsításában. Ráadásul ezek a mezők befolyásolhatják a csillagok későbbi generációinak kialakulását. Rob Ivison társszerző, az ESO csillagásza szerint a felfedezés „új ablakot nyit a galaxisok belső működésére, mivel a mágneses mezők az új csillagokat alkotó anyaghoz kapcsolódnak.”

Infravörös hullámhossztartományban készült kép a távoli 9io9 galaxisról, amely vöröses ívként jelenik meg egy fényes, közeli galaxis körül. Ez a közeli galaxis gravitációs lencseként működik: tömege meggörbíti maga körül a téridőt, meghajlítva a háttérben lévő 9io9-ről érkező fénysugarakat, ezért torz az alakja. A kép az ESO Chilében található Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) és az Egyesült Államokban található Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) infravörös képeinek kombinálásával jött létre.

A mágneses mező kimutatásához a kutatócsoport a porszemcsék által kibocsátott fényt kereste a távoli 9io9 galaxisban. A galaxisok tele vannak porszemekkel, és mágneses tér jelenlétében a szemcsék hajlamosak egymáshoz igazodni, így az általuk kibocsátott fény polarizálódik. Ez azt jelenti, hogy a fényhullámok nem véletlenszerűen, hanem egy preferált irányban oszcillálnak. A 9io9-ből érkező polarizált jel ALMA általi kimutatásával és feltérképezésével először erősítették meg a mágneses mező jelenlétét egy nagyon távoli galaxisban.

„Egyetlen másik távcső sem tudta volna ezt elérni” – mondta Geach. Ezzel és a távoli mágneses mezők jövőbeni megfigyelésével kezd feltárulni a rejtély, hogyan alakulnak ki ezek az alapvető galaktikus sajátosságok.

Forrás: ESO