Styrkan hos de magnetiska fälten här på jorden, på solen, i mellanplanetens rymd, på stjärnor i vår galax (Vintergatan; några av dem ändå), i det interstellära mediet (ISM) i vår galax och i ISM av andra spiralgalaxier (vissa av dem ändå) har uppmättts. Men det har inte gjorts några mätningar av styrkan hos magnetfält i utrymmet mellan galaxer (och mellan galaxkluster; IGM och ICM).
Hittills.
Men vem bryr sig? Vilken vetenskaplig betydelse har styrkan hos magnetfältet IGM och ICM?
Uppskattningar av dessa fält kan ge "en ledtråd om att det fanns någon grundläggande process i det intergalaktiska mediet som gjorde magnetfält," säger Ellen Zweibel, en teoretisk astrofysiker vid University of Wisconsin, Madison. En "uppifrån och ner" idé är att allt utrymme på något sätt lämnades med ett litet magnetfält strax efter Big Bang - runt slutet av inflationen, Big Bang Nucleosynthesis eller frikoppling av baryonic materia och strålning - och detta fält växte i styrka när stjärnor och galaxer samlades och förstärkte dess intensitet. En annan "bottom-up" -möjlighet är att magnetfält som ursprungligen bildades av rörelsen av plasma i små föremål i det primordiala universum, såsom stjärnor, och sedan spridits utåt i rymden.
Så hur uppskattar du styrkan hos ett magnetfält, tiotals eller hundratals miljoner ljusår bort, i områden i rymden ett långt ifrån alla galaxer (mycket mindre galaxkluster)? Och hur gör du det när du förväntar dig att dessa fält ska vara mycket mindre än en nanoGauss (nG), kanske lika liten som en femtoGauss (fG, som är en miljondel av en nanoGauss)? Vilket trick kan du använda ??
En väldigt snygg, en som förlitar sig på fysik som inte direkt testats i något laboratorium, här på jorden, och som sannolikt inte kommer att testas så under livslängden för någon som läser detta idag - produktion av positron-elektronpar när en högenergi-gammastrålfoton kolliderar med en infraröd eller mikrovågsugn (detta kan inte testas i något laboratorium idag, för vi kan inte göra gammastrålar med tillräckligt hög energi, och även om vi kunde, skulle de kollidera så sällan med infrarött ljus eller mikrovågor vi måste vänta århundraden för att se ett sådant par produceras). Men blazarer producerar stora mängder TeV-gammastrålar, och i intergalaktiska utrymmen är mikrovågsfotoner rikliga (det är vad den kosmiska mikrovågsbakgrunden - CMB - är!), Och det är också långt infraröda.
Efter att ha producerats kommer positron och elektron att interagera med CMB, lokala magnetfält, andra elektroner och positroner, etc. (detaljerna är ganska röriga, men var i princip utarbetade för en tid sedan), med nettoresultatet att observationer av avlägsna, ljusa källor för TeV-gammastrålar kan sätta lägre gränser för styrkan hos IGM och ICM genom vilka de reser. Flera nya artiklar rapporterar resultat av sådana observationer med Fermi Gamma-Ray Space Telescope och MAGIC-teleskopet.
Så hur starka är dessa magnetfält? De olika tidningarna ger olika siffror, från större än några tiondelar av en femtoGauss till större än några femtoGauss.
"Det faktum att de har lagt en nedre gräns för magnetfält långt ute i intergalaktiska rymden, inte förknippade med någon galax eller kluster, tyder på att det verkligen fanns någon process som verkade på mycket breda skalor i hela universum," säger Zweibel. Och den processen skulle ha inträffat i det tidiga universum, inte länge efter Big Bang. "Dessa magnetfält kunde inte ha bildats nyligen och skulle behöva ha bildats i det primordiala universum," säger Ruth Durrer, en teoretisk fysiker vid universitetet i Genève.
Så kanske har vi ännu ett fönster in i fysiken i det tidiga universum; hurra!
Källor: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
