På universumets stora färdplan är livliga kluster av galaxer förbundna med långa motorvägar i plasma som väver runt vildmarken i tomt utrymme. Dessa mellanvägsvägar är kända som filament, och de kan sträcka sig i hundratals miljoner ljusår, befolkade endast av damm, gas och upptagna elektroner som kör mycket nära den universella hastighetsgränsen.
Även när du rör sig med nära ljushastighet bör partiklarna bara kunna göra det till en bråkdel av vägen nedåt i ett av dessa filament innan de tar slut på juice och bryts ned. Men ett team av astronomer som patrullerar en glödtråd mellan två långsamt kolliderande galaxkluster har upptäckt en ström av elektroner som inte följer dessa trafikregler. I det gasformiga glödtråden mellan galaxklusterna Abell 0399 och Abell 0401 har forskarna upptäckt en enorm bro av radiovågutsläpp, skapade av laddade partiklar som susar ner en 10 miljoner ljusår lång väg längre än borde fysiskt möjligt.
Källan till denna kosmiska trafiköverträdelse, enligt en ny studie publicerad 7 juni i tidskriften Science, kan vara en svag men turbulent magnetfält som sträcker sig från en galaxklynge till nästa, vilket ger en mystisk partikelaccelerator som sparkar elektroner 10 gånger längre än de kan vanligtvis resa.
Enligt huvudstudieförfattaren Federica Govoni, forskare vid det italienska nationella institutet för astrofysik, är detta första gången ett magnetfält har observerats genom en galaktisk glödtråd och kan kräva en viss omprövning av hur partiklar accelereras över otroligt långa avstånd .
"Det är ett mycket svagt magnetfält, cirka 1 miljon gånger än jordens," sade Govoni i en video som följde studien. Men hon och hennes kollegor skrev i tidningen, som fortfarande kan vara tillräckligt starka för att släppa ut chockvågor som kan accelerera snabbt rörliga partiklar över otroliga längder när de saktar ner - effektivt skapar en elektronisk motorväg.
En bro mellan jättarna
Abell 0399 och Abell 0401 ligger ungefär 1 miljard ljusår från jorden, och är angränsande galaxklyngar - grupper på hundratals eller tusentals galaxer som alla gravitationsbuntas ihop, vilket representerar några av de mest massiva föremålen i universum. Om några miljarder år kommer de två stora klustrorna troligen att kollidera; för tillfället är de cirka 10 miljoner ljusår från varandra och kopplade till den nämnda plasmavägen.
I en tidigare studie upptäckte Govoni och hennes kollegor att de två klusterna var och en skapade ett magnetfält med radiovågor. I deras nya arbete ville forskarna ta reda på om det fältet sträckte sig ut i rymden utöver gränserna för de två massiva föremålen - och i synnerhet om det kunde rida ner i det stora plasmafilamentet mellan dem.
Genom att använda ett nätverk av teleskop som kallas Low-Frequency Array (LOFAR) såg forskarna en lång "ås" av radioutsläpp som tydligt förbinder ett kluster till nästa.
"Detta utsläpp kräver en population av relativistiska elektroner och ett magnetfält som ligger i en glödtråd mellan de två galaxklyngarna," skrev författarna i studien. Eftersom det inte fanns några andra uppenbara radiokällor mellan klustren, drog teamet slutsatsen att kammen mest troligt var en förlängning av magnetfält och höghastighetspartikelinteraktioner som inträffade i klusterna.
Efter att ha kört några datorsimuleringar fann teamet att till och med ett relativt svagt magnetfält (som det här) kan skapa chockvågor som är tillräckligt starka för att påskynda höghastighetselektroner som har bromsat ner och håller dem susande längs glödtrådens längd. Det är dock bara en möjlig förklaring till ett fenomen som enligt forskarna fortfarande är ett ganska stort mysterium. Lyckligtvis har forskare fortfarande några miljarder år att lösa det.
