Czy silne pole magnetyczne powstało tuż po Wielkim Wybuchu?

Pole magentyczne
Turbulentne struktury pola magnetycznego w czterech różnych modelach reprezentujących zdecydowanie różne warunki fizyczne. Na przykład: wnętrze Słońca (u góry po lewej) jest ośrodkiem mniej ściśliwym, w którym dominują przepływy poddźwiękowe niż plazma obecna we wczesnym wszechświecie (na dole po prawej), która charakteryzuje się dużą ściśliwością i ponaddźwiękowymi ruchami turbulentnymi. Źródło: Federrath, Chabrier, Schober, Banerjee, Klessen, and Schleicher

Dlaczego gaz znajdujący się pomiędzy galaktykami albo gwiazdami z tej samej galaktyki jest namagnesowany?

Grupa astrofizyków, pod kierunkiem Christopha Federrath i Gillesa Chabrier z Lyonu, uzyskała nowe wyniki dotyczące jednego z możliwych wyjaśnień tego zjawiska: pierwotne słabe pole magnetyczne w wyniku ruchów turbulentnych zostaje wzmocnione. Przeprowadzone przez grupę badaczy z Francji symulacje pokazały, że powszechne ruchy turbulentne wzmocniły pole magnetyczne w bardzo szybkim, eksponencjalnym tempie. "Nasze obliczenia pokazują, że proces wzmocnienia pola magnetycznego może zachodzić w nawet bardzo ekstremalnych warunkach fizycznych, takich jak te, które panowały tuż po Wielkim Wybuchu" tłumaczy jeden z badaczy.

Trójwymiarowe obliczenia numeryczne pokazały w jaki sposób linie pola magnetycznego są rozciągane, skręcane i nawijane w wyniku turbulentnych "przepływów". Pole elektryczne generuje pole magnetyczne poprzez ruch naładowanych cząstek. Jednak cząstki te kiedy poruszają się w polu magnetycznym poddawane są działaniu siły, zwanej siłą Lorentza. Jest to bardzo złożony proces: ruch cząstki generuje pole magnetyczne, które następnie ma zwrotny wpływ na ruch tej cząstki itd. Takie oddziaływanie pomiędzy polem magnetycznym a energią turbulencji - rodzaj energii kinetycznej wytworzonej przez turbulencje - może powodować wzmocnienie słabego pola.

Pole magnetyczne odgrywa kluczową rolę w procesach powstawania większości obiektów w kosmosie. Badania prowadzone przez grupę z Lyonu pozwolą więc, rzucić światło na warunki panujące we wczesnych etapach Wszechświata oraz na powstawanie pierwszych gwiazd i galaktyk.

Praca została opublikowana 9 września w Physical Review Letters, vol. 107, 114504.
.

Wideo pokazujące strukturę pola magnetycznego - kliknij tutaj.

27 września 2011
Źródło
| Hubert Siejkowski

Liczba odsłon: 1230