极化冲击波震动宇宙的宇宙网

ICRAR研究人员在宇宙最大的宇宙结构中发现了磁场的诱人证据。

宇宙网是宇宙在其最大尺度上的样子 - 一个由充满气体和星系的细丝和团簇交织的网络，这些气体和星系缠绕在数百万光年的宇宙空隙周围。

这个跨越宇宙的网络是由天体物理学家在1960年代预测的，计算机建模让我们瞥见了这个庞大的网络在1980年代的真实面貌。

在过去的几十年里，我们已经能够通过观测绘制宇宙网的地图，从而有可能回答天文学的一些最大问题。

一个特别感兴趣的领域是磁场在宇宙尺度上的行为，以及它们在银河系和宇宙结构形成中扮演的角色。

今天发表在《科学进展》上的新研究由国际射电天文学研究中心(ICRAR)与澳大利亚国家科学机构CSIRO合作领导，正在帮助我们进一步了解这些宇宙磁场。

来自西澳大利亚大学(UWA)ICRAR节点的Tessa Vernstrom博士是该研究的主要作者，并将磁性描述为自然界的基本力。

“磁场遍布宇宙 - 从行星和恒星到星系之间最大的空间。然而，宇宙磁性的许多方面尚未完全理解，特别是在宇宙网中看到的尺度上。当物质在宇宙中合并时，它会产生一种冲击波，加速粒子，放大这些星系间磁场，“Vernstrom博士说。

她的研究记录了来自宇宙网的无线电发射 - 这是强烈冲击波的第一个观测证据。

这种现象以前只在宇宙最大的星系团中观察到，并被预测为整个宇宙网络中物质碰撞的“特征”。

“这些冲击波发出无线电发射，这应该导致宇宙网在无线电频谱中'发光'，但由于信号多么微弱，它从未真正被最终检测到。

Vernstrom博士的团队于2020年开始寻找宇宙网的“无线电辉光”，最初发现了可归因于这些宇宙波的信号。

然而，由于这些初始信号可能包括来自冲击波以外的星系和天体的发射，Vernstrom选择了背景“噪声”较少的不同信号类型 - 偏振无线电光。

“由于很少有来源发出偏振无线电光，我们的搜索不太容易受到污染，我们已经能够提供更有力的证据，证明我们在宇宙中最大的结构中看到冲击波的发射，这有助于确认我们的模型这种大规模结构的增长。

该研究利用了来自全球磁离子介质调查，普朗克遗产档案，欧文斯谷长波长阵列和默奇森宽场阵列的数据和全天空无线电图，将数据堆叠在宇宙网络中已知的星团和细丝上。

堆叠方法有助于加强图像噪声上方的微弱信号，然后将其与通过恩佐项目生成的最先进的宇宙学模拟进行比较。

这些模拟是同类模拟中的第一个，包括对作为本研究一部分观察到的宇宙冲击波的偏振无线电光的预测。

我们对这些磁场的理解可以用来扩展和完善我们关于宇宙如何生长的理论，并有可能帮助我们解决宇宙磁性起源的奥秘。