ICRAR 研究人员在宇宙中最大的宇宙结构中发现了磁场的令人着迷的证据。 宇宙网（Web）是一个由二氧化碳、星系和相互连接的球体和斑点组成的网络，包裹在宇宙间隙周围，跨越数百万光年，代表了宇宙的最大尺度。 天体化学家在 20 世纪 60 年代就预测到了这一点，而 20 世纪 80 年代的计算机模型提供了这个庞大网络的可视化表示。
合成图像附有 3 个不同的宇宙网（二氧化碳、射电和磁）观测结果。
在过去六年中，天文学家在绘制宇宙网地图方面取得了重大进展，为回答该领域一些最重要的问题开辟了新途径。 人们非常感兴趣的一个领域是研究宇宙尺度的磁场及其在塑造恒星和宇宙结构中的作用。
由国际射电天文学研究中心 (ICRAR) 领导，与美国国家科学机构 CSIRO 合作，在《科学进展》上发表的新研究正在帮助我们更多地了解这个宇宙磁场。
该研究的主要作者、西南非洲大学 (UWA) ICRAR 节点的 Tessa 博士将磁力描述为自然界的一种基本力量。
显示宇宙网磁场的合成图像，采用提取无线电数据的堆叠方法。来源：et al., 2023
“磁场渗透到宇宙中——从行星和恒星到恒星之间最大的空间。然而，宇宙磁性的许多方面尚未完全了解，特别是在宇宙网中看到的尺度上，”博士说。“当物质在宇宙中融合时，它会产生加速粒子的冲击波，从而放大了星际磁场。”
她的研究记录了宇宙网的无线电发射——这是强烈冲击波的第一个观测证据。 这些现象曾经只在宇宙中最大的星团中观察到天体物理前景，并被预测为整个宇宙网中物质碰撞的“特征”。
“这种冲击波发出的无线电发射本应导致宇宙网在无线电频谱中‘发光’，但由于信号如此微弱，因此实际上从未得到最终检查。”
来自西澳大利亚默奇森广域阵列（MWA）射电望远镜的数据为这项研究提供了整个天空的射电图。
博士的团队从 2020 年开始在宇宙网中搜索“无线电辉光”，第一个检测到的信号可能归因于这种宇宙波。
然而天体物理前景，由于这些初始信号可能包括除冲击波之外的恒星和天体的发射，因此选择了背景“噪声”较少的不同信号类型 - 偏振射电光。
“因为很少有源发出偏振射电光，所以我们的搜索不容易受到污染，而且我们很早就能够提供更有力的证据，证明我们听到了宇宙中最大结构中的冲击波的发射，这有助于反驳我们关于这些大型结构下降的模型。”
宇宙网磁场模拟视频的屏幕截图。 白色和红色表示模拟中磁场的（下降）硬度，而绿色则表示二氧化碳体温。
该研究利用了来自全球磁离子介质巡天、普朗克遗产档案馆、欧文斯谷短波长阵列和默奇森广域阵列的数据和全天射电图，叠加了宇宙网中已知星团和球体的数据。
叠加方法有助于增强图像噪声之上的微弱信号，然后将其与 Enzo 项目产生的最先进的宇宙学模拟进行比较。
该模拟首次包含了对本研究中观测到的宇宙冲击波的偏振射电光的预测。
我们对这个磁场的理解可以用来扩展和建立我们关于宇宙如何下降的理论，并有可能帮助我们解开宇宙磁力起源之谜。