我們稱之為“宇宙網(wǎng)”，宇宙因我們可以通過用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的中最大型調(diào)查來繪制星系的位置和密度，從而看到它。大的的震
我們認(rèn)為宇宙網(wǎng)也滲透著磁場，結(jié)構(gòu)磁場是創(chuàng)造由運(yùn)動中的高能粒子產(chǎn)生的，并反過來引導(dǎo)這些粒子的發(fā)光鄭州金水區(qū)品茶喝茶海選崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款運(yùn)動。我們的宇宙因理論預(yù)測，當(dāng)重力將細(xì)絲拉在一起時，中最它會引起沖擊波，大的的震使磁場變得更強(qiáng)，并產(chǎn)生可以用射電望遠(yuǎn)鏡看到的輝光。
在科學(xué)進(jìn)展發(fā)表的新研究中，我們首次觀察到了成對星系團(tuán)周圍的沖擊波以及連接它們的細(xì)絲。
過去，我們只觀測到這些直接來自星系團(tuán)碰撞的無線電沖擊波。然而，我們相信它們存在于小星系群周圍，以及宇宙細(xì)絲中。
我們對這些磁場的了解仍然存在差距，例如它們有多強(qiáng)，它們是如何進(jìn)化的，以及它們在這個宇宙網(wǎng)絡(luò)的形成中扮演了什么角色。
探測和研究這種輝光不僅可以證實(shí)我們關(guān)于宇宙大尺度結(jié)構(gòu)如何形成的理論，還可以幫助回答關(guān)于宇宙磁場及其意義的問題。
挖掘噪音
我們預(yù)計這種射電輝光既非常微弱，又分布在很大的區(qū)域，這意味著直接探測它非常具有挑戰(zhàn)性。
更重要的是，星系本身要亮得多，可以隱藏這些微弱的宇宙信號。更困難的是，我們望遠(yuǎn)鏡發(fā)出的噪音通常比預(yù)期的射電輝光大很多倍。
由于這些原因，我們不能直接觀察這些無線電沖擊波，而是必須發(fā)揮創(chuàng)造力，使用一種叫做疊加的技術(shù)。這是指將許多太暗而無法單獨(dú)看到的物體的圖像進(jìn)行平均，從而降低噪聲，或者說增強(qiáng)噪聲之上的平均信號。
將許多圖像疊加在一起可以使感興趣的信號比背景噪聲更亮。Credit: Tessa Vernstrom, Author provided
那么我們堆疊了什么？我們發(fā)現(xiàn)超過600，000對星系團(tuán)在太空中彼此靠近，因此很可能通過細(xì)絲連接在一起。然后我們將它們的圖像排列起來，這樣來自星團(tuán)或它們之間區(qū)域的任何無線電信號——我們預(yù)計沖擊波會在那里——就會疊加在一起。
我們在2021年發(fā)表的一篇論文中首次使用了這種方法，數(shù)據(jù)來自兩臺射電望遠(yuǎn)鏡:西澳大利亞的Murchison Widefield陣列和新墨西哥州的Owens Valley射電天文臺長波長陣列。之所以選擇這些衛(wèi)星，不僅是因?yàn)樗鼈儙缀醺采w了整個天空，還因?yàn)樗鼈冊诘蜔o線電頻率下工作，在這種頻率下，信號預(yù)計會更亮。
在第一個項(xiàng)目中，我們有了一個激動人心的發(fā)現(xiàn):我們發(fā)現(xiàn)了一對星團(tuán)之間的輝光！然而，因?yàn)樗窃S多星團(tuán)的平均值，所有星團(tuán)都包含許多星系，所以很難確定信號來自宇宙磁場，而不是其他來源，如星系。
“令人震驚”的揭露
通常情況下，星系團(tuán)中的磁場會因?yàn)橥牧鞫兊没靵y。然而，這些沖擊波迫使磁場有序，這意味著它們發(fā)出的射電輝光是高度極化的。
我們決定在偏振射電圖上進(jìn)行疊加實(shí)驗(yàn)。這有助于確定引起信號的原因。
來自規(guī)則星系的信號只有5%或更少的偏振，而來自沖擊波的信號可以有30%或更多的偏振。
在我們的新工作中，我們使用了來自全球磁離子介質(zhì)巡天以及普朗克衛(wèi)星的無線電數(shù)據(jù)來重復(fù)這個實(shí)驗(yàn)。這些巡天幾乎覆蓋了整個天空，既有偏振的也有常規(guī)的射電圖。
我們在星團(tuán)對周圍探測到非常清晰的偏振光環(huán)。這意味著星團(tuán)的中心是去極化的，這是意料之中的，因?yàn)樗鼈兪欠浅邮幍沫h(huán)境。
然而，在星系團(tuán)的邊緣，磁場由于沖擊波而變得有序，這意味著我們看到了這個偏振光環(huán)。
我們還發(fā)現(xiàn)星系團(tuán)之間有過量的高偏振光，比你想象的僅僅來自星系的要多得多。我們可以把這解釋為來自連接細(xì)絲的震動的光。這是第一次在這種環(huán)境中發(fā)現(xiàn)這種排放。
我們將我們的結(jié)果與最先進(jìn)的宇宙學(xué)模擬進(jìn)行了比較，這是同類模擬中第一次不僅預(yù)測了無線電發(fā)射的總信號，還預(yù)測了偏振信號。我們的數(shù)據(jù)與這些模擬非常一致，通過結(jié)合它們，我們能夠理解早期宇宙遺留下來的磁場信號。
將來，我們希望在宇宙歷史的不同時期重復(fù)這種探測。我們?nèi)匀徊恢肋@些宇宙磁場的起源，但像這樣的進(jìn)一步觀察可以幫助我們弄清楚它們來自哪里以及它們是如何演變的。