De vermelding van magnetische velden op kosmische schaal zal in sommige astronomische kringen nog steeds met een ongemakkelijke stilte worden geconfronteerd - en na een beetje voetschudden en keelschrapen zal de discussie worden verplaatst naar veiligere onderwerpen. Ze spelen waarschijnlijk wel een rol bij de evolutie van sterrenstelsels, zo niet bij de vorming van sterrenstelsels - en zijn zeker een kenmerk van het interstellaire medium en het intergalactische medium.
De verwachting is dat de volgende generatie radiotelescopen, zoals LOFAR (Low Frequency Array) en de SKA (Square Kilometre Array), het mogelijk zullen maken om deze velden met ongekende details in kaart te brengen - dus zelfs als blijkt dat kosmische magnetische velden spelen alleen een triviale rol in de grootschalige kosmologie - het is in ieder geval de moeite waard om te kijken.
Op stellair niveau spelen magnetische velden een sleutelrol bij stervorming, doordat een protoster het impulsmoment kan ontladen. In wezen wordt de spin van de protostar vertraagd door magnetische weerstand tegen de omringende accretieschijf - waardoor de protostar meer massa kan blijven trekken zonder zichzelf uit elkaar te draaien.
Op galactisch niveau creëren accretieschijven rond stellaire zwarte gaten jets die heet geïoniseerd materiaal in het interstellaire medium injecteren - terwijl centrale superzware zwarte gaten jets kunnen creëren die dergelijk materiaal in het intergalactische medium injecteren.
In sterrenstelsels kunnen ‘zaad’ magnetische velden ontstaan als gevolg van de turbulente stroom van geïoniseerd materiaal, die mogelijk verder wordt opgewekt door supernova-explosies. In schijfstelsels kunnen dergelijke zaadvelden dan verder worden versterkt door een dynamo-effect dat ontstaat doordat ze in de rotatiestroom van het hele sterrenstelsel worden getrokken. Dergelijke magnetische velden op galactische schaal worden vaak gezien als spiraalpatronen in een schijfstelsel en vertonen een verticale structuur binnen een galactische halo.
Soortgelijke zaadvelden kunnen ontstaan in het intergalactische medium - of in ieder geval het intracluster medium. Het is niet duidelijk of de grote holtes tussen galactische clusters een voldoende dichtheid aan geladen deeltjes zouden bevatten om significante magnetische velden te genereren.
Zaadvelden in het intracluster medium kunnen worden versterkt door een mate van turbulente stroming die wordt aangedreven door superzware zwarte gatstralen, maar bij gebrek aan meer gegevens zouden we kunnen aannemen dat dergelijke velden misschien diffuser en ongeorganiseerd zijn dan die in sterrenstelsels.
De sterkte van magnetische velden binnen een cluster is gemiddeld ongeveer 3 x 10-6 gauss (G), dat is niet veel. De magnetische velden van de aarde zijn gemiddeld ongeveer 0,5 G en een koelkastmagneet is ongeveer 50 G. Desalniettemin bieden deze intraclustervelden de mogelijkheid om eerdere interacties tussen sterrenstelsels of clusters (bijvoorbeeld botsingen of fusies) te achterhalen - en misschien om te bepalen welke rol magnetische velden speelden in het vroege heelal, vooral met betrekking tot de vorming van de eerste sterren en sterrenstelsels.
Magnetische velden kunnen indirect worden geïdentificeerd door verschillende verschijnselen:
• Optisch licht wordt gedeeltelijk gepolariseerd door de aanwezigheid van stofdeeltjes die door een magnetisch veld in een bepaalde richting worden getrokken en dan alleen licht doorlaten in een bepaald vlak.
• Op grotere schaal komt Faraday-rotatie in het spel, waarbij het vlak van reeds gepolariseerd licht wordt gedraaid in aanwezigheid van een magnetisch veld.
• Er is ook Zeeman-splitsing, waarbij spectraallijnen - die normaal gesproken de aanwezigheid van elementen zoals waterstof identificeren - gespleten kunnen worden in licht dat door een magnetisch veld is gegaan.
Groothoek- of all-sky-onderzoeken van synchrotron-stralingsbronnen (bijv. Pulsars en blazars) maken meting van een raster van gegevenspunten mogelijk, die Faraday-rotatie kunnen ondergaan als gevolg van magnetische velden op de intergalactische of intraclusterschaal. Naar verwachting zal de hoge resolutie die de SKA biedt, observaties van magnetische velden in het vroege universum mogelijk maken tot een roodverschuiving van ongeveer z = 5, wat je een beeld geeft van het universum zoals het ongeveer 12 miljard jaar geleden was.
Verder lezen: Beck, R. Kosmische magnetische velden: waarnemingen en vooruitzichten.
