科學家觀測50億光年外遙遠星系的磁場：保護生命演化

新浪科技訊 北京時間9月5日消息，據國外媒體報道，天文學家對一個遙遠星系的磁場進行了觀測，並指出在整個宇宙歷史中，適合生命存活的行星可能相對普遍地出現過。這個星系距離地球約50億光年，比銀河系還年輕50億年。它的磁場規模與銀河系的磁場類似，表明磁場可能是在相對較早的宇宙年齡時出現的。

這張哈勃太空望遠鏡拍攝的圖像顯示了三個物體，最明亮的兩個物體（右上和左下）是來自同一個遙遠類星體的透鏡圖像；兩個透鏡圖像之間較暗的物體則是探測到磁場的星系。

生命只有在具有磁場的行星上才能演化，因為磁場可以形成保護罩，避免行星表面遭受有害的宇宙輻射。天文學家也由這一新發現推測，或許外星生命可以在許多遙遠的星系中出現。

「具有磁場的行星是生命能夠演化的地方，因為磁場可以保護行星表面免受有害粒子和輻射的侵襲，」共同作者、加拿大多倫多大學鄧洛普天文及天體物理研究所（Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics）的布萊恩·蓋斯勒（Bryan Gaensler）說，「如果星系早期階段存在大量磁體，那在整個宇宙歷史中，可能會不斷出現能夠維持生命存在的行星，或許生命是宇宙中相對普遍的現象。」

星系都有各自的磁場，但通常都微弱得令人難以置信——比地球的磁場強度還小一百萬倍。有一個理論認為，年輕星系的磁場一開始會比較微弱和混亂，隨著時間推移會逐漸增強，並更有秩序。然而，天文學家所研究的這個星系的磁場，與銀河系鄰近星系中所觀測到的磁場並沒有太大不同。研究人員不知道宇宙中磁體的最初來源於哪裡，也不清楚這些磁體如何隨時間而增強的過程。

該研究的結果表明，磁體形成於星系的早期階段。研究人員認為，這可能意味著宇宙中所有地方的物體都具有磁性——因為不需要太多時間就能建立一個強磁場。「宇宙中只有兩種能在大尺度上發揮作用的力：引力和磁力，」蓋斯勒博士說道。

引力只能吸引，但磁力既能吸引，也能排斥。「宇宙中充滿了在不斷旋轉、爆炸、發光、崩塌、膨脹、冒泡和閃爍的物體，」蓋斯勒說，「如果我們想了解所有這些複雜的過程（最終指向行星和生命形成的過程），就必須理解磁力。」

觀測結果提供了新的證據，表明星系磁力出現的時間相對較早，而不是隨著時間推移緩慢增強。「這一發現令人振奮，」論文第一作者、馬克斯普朗克電波天文研究所Minerva研究組負責人Sui Ann Mao說，「這是一個新的紀錄，是目前我們獲得的最遙遠星系的磁場信息。」

對星系磁場演化的研究要求我們對不同距離的星系進行觀測，因為這些觀測能為我們展示處於不同年齡階段的星系情況。但是，這樣的觀測很難實現，部分原因是磁場無法直接探測到。我們只能通過觀測光通過磁場時留下的「指紋」來研究磁場，這種效應被稱為「法拉第旋轉」（Faraday Rotation）。

法拉第旋轉又稱法拉第效應，由英國物理學家邁克爾·法拉第在1845年發現，是在介質內光波與磁場的一種相互作用。法拉第在光的方向上引入磁場，成功使光的偏振發生旋轉。

在此次研究中，研究者利用一個類星體——一類遙遠的、非常明亮的活動星系核——實現了對星系磁場的觀測。該類星體位於所研究星系的更遠處，位於同一視線上。

憑藉這一意想不到的連線，類星體的光線先經過該星系的磁場，然後才到達地球，天文學家也得以採集到法拉第旋轉的「指紋」。此次觀測是通過甚大天線陣（Karl G。 Jansky Very Large Array，簡稱VLA）進行的。這是一個由27台25米口徑的天線組成的射電望遠鏡陣列，位於美國新墨西哥州的聖阿古斯丁平原上，由美國國家射電天文台（National Radio Astronomy Observatory）負責運行。

甚大天線陣是一個由27台25米口徑的天線組成的射電望遠鏡陣列，位於美國新墨西哥州的聖阿古斯丁平原上，由美國國家射電天文台負責運行。

「沒有人知道宇宙磁力來自何方，以及它如何產生，」蓋斯勒說，「但是現在，通過提取數十億年前一個星系中保留的磁場『化石記錄』，我們已經獲得了解決這一謎題的重要線索。」

來源：新浪科技

編輯：huashan

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