De oorsprong van magnetische velden in ons universum is een mysterie. Tot voor kort geloofden wetenschappers echter dat de sterkte van galactische magnetische velden in de loop van de tijd toenam naarmate de sterrenstelsels volwassen werden, en in het vroege heelal waren deze magnetische velden aanvankelijk erg zwak. Maar onlangs ontdekte een team van wetenschappers dat terugkijkt om het oude universum te onderzoeken zoals het 8 tot 9 miljard jaar geleden bestond, dat de magnetische velden van oude sterrenstelsels net zo sterk waren als nu, wat een heroverweging oproept van hoe ons sterrenstelsel en andere mogelijk gevormd.
Met behulp van de 8-meter telescoop van de European Southern Observatory in Chili, bestudeerde een team van wetenschappers van het Los Alamos National Laboratory en het Swiss Federal Institute of Technology 70 sterrenstelsels vergelijkbaar met de Melkweg op optische golflengten. Ze combineerden hun gegevens met 25 jaar radiogolfwaarnemingen van magnetische velden die maten hoe ver de radiogolven naar het rode uiteinde van het spectrum werden getrokken, bekend als "roodverschuiving" met behulp van Faraday-rotatiemetingen.
De krachtige telescoop van het European Southern Observatory diende als een kijkglas naar het verleden, en als aanvulling op de maatregelen voor radiorotatie, lieten de wetenschappers verrassend hoge magnetische velden waarnemen tussen 8 miljard en 9 miljard jaar geleden in de 70 onderzochte sterrenstelsels. Dat betekent dat enkele miljarden jaren vóór het bestaan van onze eigen zon, en binnen slechts een paar miljard jaar na de oerknal, oude sterrenstelsels de ruk aan het uitoefenen waren van deze sterke magnetische velden.
"Er werd gedacht dat eerdere sterrenstelsels, terugblikkend op het verleden, niet veel magnetisch veld zouden hebben opgewekt", zegt Philipp Kronberg van LANL. "De resultaten van deze studie tonen aan dat de magnetische velden in melkwegstelsels net zo sterk zijn geweest in de laatste twee derde van de leeftijd van het heelal als nu - en mogelijk zelfs sterker dan toen."
Astronomen dachten dat een mechanisme, een dynamo genaamd, dat mechanische energie in magnetische energie omzet, verantwoordelijk was voor galactische magnetische velden. In dat geval zou de gasstroom met de juiste configuratie een hoger magnetisch veld kunnen genereren uit een zwakker kiemveld. (Nogmaals, we moeten nog begrijpen hoe galactische magnetische velden oorspronkelijk ontstaan.) Maar dit nieuwe onderzoek suggereert dat de magnetische velden in sterrenstelsels niet zijn ontstaan als gevolg van een traag, grootschalig dynamo-effect, dat 5 tot 10 miljard zou hebben geduurd jaren om hun huidige gemeten niveaus te bereiken.
'Er moet een andere verklaring zijn voor een veel snellere en eerdere versterking van galactische magnetische velden', zei Kronberg. “Vanaf het moment dat de eerste sterren en sterrenstelsels zijn gevormd, zijn hun magnetische velden waarschijnlijk versterkt door zeer snelle dynamo's. Een goede mogelijkheid is dat het gebeurde in de explosieve uitstroom die werd veroorzaakt door supernova's, en mogelijk zelfs door zwarte gaten in de allereerste generaties sterrenstelsels. '
Dit besef brengt een nieuwe focus op de bredere vraag hoe sterrenstelsels ontstaan. In plaats van de algemeen aanvaarde opvatting dat magnetische velden weinig relevant zijn voor het ontstaan van nieuwe sterrenstelsels, lijken ze nu inderdaad belangrijke spelers te zijn. Als dat zo is, zijn sterke magnetische velden lang geleden een van de essentiële ingrediënten die het bestaan van ons sterrenstelsel verklaren en andere soortgelijke.
Oorspronkelijke nieuwsbron: Los Alamos National Lab
