Pola magnetyczne w kosmosie – czy ciemna materia pomoże odkryć ich źródło
W całym Wszechświecie na ogromną skalę występują pola magnetyczne. Ich pochodzenie jest nadal przedmiotem debaty wśród naukowców. Astronomów intryguje możliwość, że powstały w czasie narodzin samego Wszechświata, co czyniłoby je pierwotnymi.
Mini-halo ciemnej materii rozproszone w kosmosie mogą funkcjonować jako bardzo czułe sondy, dzięki którym można byłoby wykryć pierwotne pola magnetyczne. Tak wynika z badań teoretycznych przeprowadzonych przez The International School for Advanced Studies (SISSA) we Włoszech, opublikowanych w Physical Review Letters.
Naukowcy wykazali, że jeśli pola te są rzeczywiście pierwotne, może to spowodować wzrost perturbacji gęstości ciemnej materii w małych skalach. Ostatecznym efektem tego procesu byłoby powstanie mini-halo ciemnej materii, które, jeśli zostałyby wykryte, wskazywałyby na pierwotną naturę pól magnetycznych. Niewidzialna część Wszechświata może być przydatna w rozwiązaniu natury składnika widzialnego.
„Pola magnetyczne są wszechobecne w kosmosie. Możliwa teoria dotycząca ich powstawania sugeruje, że te obserwowane do tej pory mogły zostać wytworzone we wczesnych stadiach naszego Wszechświata” – wyjaśnia Pranjal Ralegankar z SISSA, autor badań.
Pierwotne pola magnetyczne mogły wzmacniać perturbacje gęstości elektronów i protonów we wczesnym Wszechświecie. Gdy te stawały się zbyt duże, oddziaływały powrotnie pola magnetyczne. Konsekwencją było tłumienie fluktuacji na mniejszą skalę.
„Badanie wykazało coś nieoczekiwanego. Wzrost gęstości barionowej grawitacyjnie indukuje wzrost perturbacji ciemnej materii bez możliwości późniejszego zatrzymania tego procesu. Skutkowałoby to ich zapadaniem się w małych skalach, tworząc mini-halo ciemnej materii” – wyjaśnia Ralegankar.
Konsekwencją byłoby to, że fluktuacje gęstości materii barionowej mogłyby zostać zatrzymywane, to pozostawiłoby ślady w mini-halo ciemnej materii, a wszystko to wyłącznie poprzez oddziaływania grawitacyjne.
„To teoretyczne odkrycie sugeruje, że obfitość mini-halo ciemnej materii nie jest określana przez obecność pierwotnych pól magnetycznych, ale raczej przez ich siłę w pierwotnym Wszechświecie. Zatem wykrycie mini-halo ciemnej materii wzmocniłoby hipotezę, że pola magnetyczne powstały bardzo wcześnie, nawet w ciągu 1 sekundy po Wielkim Wybuchu” – podsumowuje Pranjal Ralegankar.
Emil Gołoś
