חוזק השדות המגנטיים כאן בכדור הארץ, בשמש, במרחב הבין-פלנטרי, בכוכבים בגלקסיה שלנו (שביל החלב; חלקם בכל מקרה), במדיום הבין-כוכבי (ISM) בגלקסיה שלנו, וב ISM של גלקסיות ספיראליות אחרות (חלקן בכל מקרה) נמדדו. אך לא נערכו מדידות על חוזקם של שדות מגנטיים במרחב שבין הגלקסיות (ובין מקבצי גלקסיות; IGM ו- ICM).
עד עכשיו.
אבל למי אכפת? איזו חשיבות מדעית יש לחוזקם של השדות המגנטיים IGM ו- ICM?
הערכות של שדות אלה עשויות לספק "רמז לכך שהיה תהליך מהותי במדיום הבין-גלקטי שיצר שדות מגנטיים", אומרת אלן צוויבל, אסטרופיזיקאי תיאורטי מאוניברסיטת ויסקונסין במדיסון. רעיון "מלמעלה למטה" הוא שכל המרחב נותר איכשהו עם שדה מגנטי קל מעט לאחר המפץ הגדול - סביב סוף האינפלציה, נוקלאוזינתזה של המפץ הגדול, או ניתוק החומר והקרינה הבריונית - ושדה זה הלך והתחזק. כשכוכבים וגלקסיות צברו והגבירו את עוצמתם. אפשרות אחרת "מלמטה למעלה" היא ששדות מגנטיים שנוצרו בתחילה על ידי תנועת פלזמה בחפצים קטנים ביקום הקדמון, כמו כוכבים, ואז התפשטו החוצה אל החלל.
אז איך אתה מעריך את חוזקו של שדה מגנטי, המרוחק עשרות או מאות מיליוני שנות אור, באזורים בחלל בדרך ארוכה יותר מכל גלקסיות (הרבה פחות אשכולות של גלקסיות)? ואיך אתה עושה זאת כשאתה מצפה ששדות אלה יהיו הרבה פחות מננו-גאוס (nG), אולי קטנים כמו femtoGauss (fG, שהוא המיליון מהנונו-גאוס)? באיזה טריק אתה יכול להשתמש ??
אחד מאוד מסודר, כזה שנשען על פיסיקה שלא נבדקה ישירות בשום מעבדה, כאן על כדור הארץ, וסביר להניח שנבדק כל כך במהלך חייו של כל מי שקורא את זה היום - ייצור זוגות פוזיטרון-אלקטרונים כאשר פוטון קרני גאמא באנרגיה גבוהה מתנגש באינפרא אדום או במיקרוגל (לא ניתן לבדוק זאת בשום מעבדה, מכיוון שאיננו יכולים ליצור קרני גאמה באנרגיה גבוהה מספיק, ואפילו אם היינו יכולים, הם יתנגשו לעתים רחוקות כל כך באור אינפרא אדום או במיקרוגלים). היינו צריכים לחכות מאות שנים כדי לראות זוג כזה מופק). אבל בלייזרים מייצרים כמויות גדולות של קרני גמא של TeV, ובחללים אינטרא-גלאקטיים יש פוטונים של מיקרוגל בשפע (זה מה שרקע המיקרוגל הקוסמי - CMB -!), וכך גם אינפרא אדום רחוק.
לאחר שיוצרו, הפוזיטרון והאלקטרון יעבדו אינטראקציה עם ה- CMB, שדות מגנטיים מקומיים, אלקטרונים אחרים ופוזיטרונים וכו '(הפרטים די מבולגנים, אך למעשה נבדקו לפני זמן מה), עם התוצאה נטו שהתצפיות על רחוק, מקורות בהירים של קרני הגמא של TeV יכולים להציב גבולות נמוכים יותר לחוזק ה- IGM וה- ICM דרכם הם נודדים. כמה מאמרים שפורסמו לאחרונה מדווחים על תוצאות תצפיות מסוג זה, באמצעות טלסקופ החלל פרמה גמא-ריי, והטלסקופ MAGIC.
אז כמה חזקים שדות מגנטיים אלה? העיתונים השונים נותנים מספרים שונים, מגדולים מכמה עשיריות של femtoGauss לגדולים מכמה femtoGauss בודדים.
"העובדה שהם הציבו גבול תחתון של שדות מגנטיים הרחק בחלל הבין-גלקטי, שאינם קשורים לאף גלקסיה או לאשכולות, מצביעה על כך שבאמת היה איזה תהליך שפועל במאזניים רחבים מאוד ברחבי היקום," אומר צוויבל. והתהליך הזה היה מתרחש ביקום המוקדם, זמן לא רב לאחר המפץ הגדול. "שדות מגנטיים אלה לא היו יכולים להיווצר לאחרונה והיו צריכים להיווצר ביקום הקדמוני", אומרת רות דורר, פיזיקאית תיאורטית מאוניברסיטת ג'נבה.
אז אולי יש לנו עוד חלון נוסף לפיזיקה של היקום המוקדם; הידד!
מקורות: חדשות מדע, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
