Polarize şok dalgaları evrenin kozmik ağını sallıyor

ICRAR araştırmacıları, evrenin en büyük kozmik yapılarında manyetik alanların cezbedici kanıtlarını keşfettiler.

Kozmik ağ, evrenin en büyük ölçeğinde nasıl göründüğüdür – milyonlarca ışık yılı çapındaki kozmik boşlukların etrafında dönen gazlar ve galaksilerle dolu iplikçiklerden ve kümelerden oluşan iç içe geçmiş bir ağ.

Evreni kapsayan bu ağ, 1960’larda astrofizikçiler tarafından tahmin edildi ve bilgisayar modellemesi, bu geniş ağın 1980’lerde gerçekte nasıl göründüğüne dair bize bir fikir verdi.

Geçtiğimiz birkaç on yıl boyunca, gözlem yoluyla Kozmik Ağ’ın haritasını çıkarabildik ve beraberinde astronominin en büyük sorularından bazılarını yanıtlama olasılığını getirdik.

Özel bir ilgi alanı, manyetik alanların kozmik ölçekte nasıl davrandığı ve hem galaktik hem de kozmik yapı oluşumunda nasıl bir rol oynadıklarıdır.

Bugün yayınlanan yeni araştırma Bilim Gelişmeleri Avustralya’nın ulusal bilim kurumu CSIRO ile ortaklaşa Uluslararası Radyo Astronomi Araştırma Merkezi (ICRAR) liderliğindeki bu kozmik manyetik alanları daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor.

Araştırmanın baş yazarı olan Batı Avustralya Üniversitesi’nin (UWA) ICRAR düğümünden Dr. Tessa Vernstrom, manyetizmayı doğadaki temel bir güç olarak tanımlıyor.

“Manyetik alanlar, gezegenler ve yıldızlardan galaksiler arasındaki en büyük boşluklara kadar evreni kaplar. Bununla birlikte, kozmik manyetizmanın pek çok yönü, özellikle kozmik ağda görülen ölçeklerde, henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Evrende madde birleştiğinde, parçacıkları hızlandıran, galaksiler arası manyetik alanları güçlendiren bir şok dalgası üretiyor” dedi Dr. Vernstrom.

Araştırması, güçlü şok dalgalarının ilk gözlemsel kanıtı olan kozmik ağdan gelen radyo emisyonlarını kaydetti.

Bu fenomen daha önce sadece evrenin en büyük galaksi kümelerinde gözlemlenmişti ve kozmik ağ boyunca madde çarpışmalarının “imzası” olduğu tahmin ediliyordu.

“Bu şok dalgaları, radyo spektrumunda kozmik ağın ‘parıldamasına’ neden olması gereken radyo emisyonları yayar, ancak sinyallerin ne kadar zayıf olması nedeniyle hiçbir zaman kesin olarak tespit edilmemiştir.”

Dr. Vernstrom’un ekibi 2020’de kozmik ağın “radyo parıltısını” aramaya başladı ve başlangıçta bu kozmik dalgalara atfedilebilecek sinyaller buldu.

Bununla birlikte, bu ilk sinyaller, şok dalgaları dışındaki galaksilerden ve gök cisimlerinden gelen emisyonları içerebileceğinden, Vernstrom daha az arka plan “gürültüsü” olan farklı bir sinyal türü olan polarize radyo ışığını seçti.

“Polarize radyo ışığı yayan çok az kaynak olduğundan, araştırmamız kontaminasyona daha az eğilimliydi ve evrendeki en büyük yapılarda şok dalgalarından emisyonlar gördüğümüze dair çok daha güçlü kanıtlar sunabildik, bu da modellerimizi doğrulamaya yardımcı oluyor. bu büyük ölçekli yapının büyümesi.”

Araştırma, Global Magneto-Ionic Medium Survey, Planck Legacy Archive, Owens Valley Uzun Dalga Boyu Dizisi ve Murchison Widefield Dizisinden gelen verileri ve tüm gökyüzü radyo haritalarını kullandı ve verileri kozmik ağdaki bilinen kümeler ve iplikçikler üzerine istifledi. .

İstifleme yöntemi, daha sonra Enzo Projesi aracılığıyla üretilen son teknoloji kozmolojik simülasyonlarla karşılaştırılan görüntü gürültüsünün üzerindeki zayıf sinyali güçlendirmeye yardımcı olur.

Bu simülasyonlar, bu araştırmanın bir parçası olarak gözlemlenen kozmik şok dalgalarından polarize radyo ışığının tahminlerini içeren türünün ilk örneğidir.

Bu manyetik alanlar hakkındaki anlayışımız, evrenin nasıl büyüdüğü ve kozmik manyetizmanın kökenlerinin gizemini çözmemize yardımcı olma potansiyeline sahip olduğu konusundaki teorilerimizi genişletmek ve geliştirmek için kullanılabilir.