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          2. 神秘星系間“橋梁”違背物理規律?纖維結構存在磁場

            [ 錄入者:zhangms | 時間:2019-08-02 14:10:04 | 作者:晨風 | 來源:新浪科技 | 瀏覽:502次 ]

            星系群阿貝爾0399和阿貝爾0401是宇宙中質量最大的天體之一。在一項最新研究中,研究組發現兩者之間存在一個長度超過1000萬光年的“射電脊”結構(圖中藍色顯示)將兩者聯系在一起

            新浪科技訊 北京時間8月2日消息,在宇宙的宏大圖景中,我們看到的是一個巨大的結構:大量聚集的星系團星羅棋布,中間由等離子體和氣體架起的橋梁,編織成一張巨大的宇宙之網。這些連接星系群落之間,編制巨大網絡的連接通道,被形象地稱作“纖維”(filaments),它們往往可以延伸上億光年的距離,其中幾乎沒有恒星,有的只是塵埃,氣體和很多以光速運動的電子。

            即便是以接近光速的速度運行,考慮到這些“纖維”的巨大長度,它們應該最多只能在其中運行一小部分距離,然后就會失去繼續前進的動力。但是最近,一個天文學家小組卻在兩個緩慢相互接近的星系團:“阿貝爾0399”和“阿貝爾0401”之間長長的纖維結構中觀察到不同的情況。他們在其中發現一股電子流,似乎違背了以上的假設,因為這些電子流在纖維中的運動距離超過了1000萬光年,這在物理學上可能嗎?

            根據發表在《科學》雜志上的相關論文,研究人員認為,這一似乎違反物理學規律的現象,或許與星系之間存在的磁場加速機制有關。這一微弱但確實存在的磁場為在纖維結構中運行的帶電粒子提供了加速機制,使其運動距離比理論預計的超出10倍以上。

            這是人類首次觀察到星系團之間纖維結構中存在磁場的跡象,這將有助于我們重新思考粒子長距離運行的機制問題。

            在于論文相配套的介紹視頻中,研究員表示:“這是一個強度很低的磁場,比地球磁場弱100萬倍以上。”但是這樣的強度仍然足以使其中的帶電粒子獲得進行超長距離運動的加速機制。

            巨大星系之間的氣體橋梁

             如果星系群是宇宙中的城市,那么“纖維”就像連接城市之間的高速公里。這幅圖展示的是距離地球周圍5億光年內所有已知的星系群分布情況(注意:阿貝爾0399和阿貝爾0401不在其中)

            “阿貝爾0399”和“阿貝爾0401”距離地球大約10億光年,是兩個相鄰的星系團,星系團是有數百乃至數千個星系在引力作用下聚集在一起形成的集合體。在未來的數十億年內,這兩個巨大的龐然大物將有可能發生碰撞。目前這兩者之間距離大約1000萬光年,由前文提到的一道長長的等離子體橋梁連接。

            在一項先前開展的研究中,格沃尼和同事們發現這兩個星系群都擁有自己的磁場并不斷向外釋放無線電波。在這次的全新研究中,研究組希望找到線索,看看這一磁場是否向外延伸進入到兩個星系群之間的“纖維”橋梁結構中。

            借助一個被稱作“低頻陣列”(LOFAR)的射電望遠鏡陣列系統,研究組清晰地觀察到一道長長的“射電脊”結構,連接在兩個星系群之間。

            在論文中,研究組寫道:“這樣的輻射需要存在相對論性(也即速度接近光速)的電子以及一個存在于連接兩個星系群之間纖維結構中的磁場。”由于在這兩個星系群之間的區域內并不存在其他明顯的射電源,研究組得出結論,認為存在于纖維中的磁場最有可能是兩個星系群的磁場的外延,正是這一磁場的存在,加速了纖維中的帶電粒子流。

            在進行了數次計算機模擬之后,研究組發現即便是相對強度很弱的磁場也可以產生足以實現強大粒子加速的機制,使得纖維結構內部的電子流可以運行遠超理論預期的距離。但是研究組同時也警告稱,這一結論只是根據當前證據得到的最有可能的解釋,至于這是否就是這一神秘現象的真正本質,仍然需要進一步證實。好在,科學家們現在還有數十億年的時間可以去解開謎團。(晨風)

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