科学家观测50亿光年外遥远星系的磁场：保护生命演化

羊君

来源：新浪科技


这张哈勃太空望远镜拍摄的图像显示了三个物体，最明亮的两个物体（右上和左下）是来自同一个遥远类星体的透镜图像；两个透镜图像之间较暗的物体则是探测到磁场的星系。

　甚大天线阵是一个由27台25米口径的天线组成的射电望远镜阵列，位于美国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原上，由美国国家射电天文台负责运行。

        新浪科技讯 北京时间9月5日消息，据国外媒体报道，天文学家对一个遥远星系的磁场进行了观测，并指出在整个宇宙历史中，适合生命存活的行星可能相对普遍地出现过。这个星系距离地球约50亿光年，比银河系还年轻50亿年。它的磁场规模与银河系的磁场类似，表明磁场可能是在相对较早的宇宙年龄时出现的。

　　生命只有在具有磁场的行星上才能演化，因为磁场可以形成保护罩，避免行星表面遭受有害的宇宙辐射。天文学家也由这一新发现推测，或许外星生命可以在许多遥远的星系中出现。

　　“具有磁场的行星是生命能够演化的地方，因为磁场可以保护行星表面免受有害粒子和辐射的侵袭，”共同作者、加拿大多伦多大学邓洛普天文及天体物理研究所（Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics）的布莱恩·盖斯勒（Bryan Gaensler）说，“如果星系早期阶段存在大量磁体，那在整个宇宙历史中，可能会不断出现能够维持生命存在的行星，或许生命是宇宙中相对普遍的现象。”

　　星系都有各自的磁场，但通常都微弱得令人难以置信——比地球的磁场强度还小一百万倍。有一个理论认为，年轻星系的磁场一开始会比较微弱和混乱，随着时间推移会逐渐增强，并更有秩序。然而，天文学家所研究的这个星系的磁场，与银河系邻近星系中所观测到的磁场并没有太大不同。研究人员不知道宇宙中磁体的最初来源于哪里，也不清楚这些磁体如何随时间而增强的过程。

　　该研究的结果表明，磁体形成于星系的早期阶段。研究人员认为，这可能意味着宇宙中所有地方的物体都具有磁性——因为不需要太多时间就能建立一个强磁场。“宇宙中只有两种能在大尺度上发挥作用的力：引力和磁力，”盖斯勒博士说道。

　　引力只能吸引，但磁力既能吸引，也能排斥。“宇宙中充满了在不断旋转、爆炸、发光、崩塌、膨胀、冒泡和闪烁的物体，”盖斯勒说，“如果我们想了解所有这些复杂的过程（最终指向行星和生命形成的过程），就必须理解磁力。”

　　观测结果提供了新的证据，表明星系磁力出现的时间相对较早，而不是随着时间推移缓慢增强。“这一发现令人振奋，”论文第一作者、马克斯普朗克电波天文研究所Minerva研究组负责人Sui Ann Mao说，“这是一个新的纪录，是目前我们获得的最遥远星系的磁场信息。”

　　对星系磁场演化的研究要求我们对不同距离的星系进行观测，因为这些观测能为我们展示处于不同年龄阶段的星系情况。但是，这样的观测很难实现，部分原因是磁场无法直接探测到。我们只能通过观测光通过磁场时留下的“指纹”来研究磁场，这种效应被称为“法拉第旋转”（Faraday Rotation）。


　　法拉第旋转又称法拉第效应，由英国物理学家迈克尔·法拉第在1845年发现，是在介质内光波与磁场的一种相互作用。法拉第在光的方向上引入磁场，成功使光的偏振发生旋转。

　　在此次研究中，研究者利用一个类星体——一类遥远的、非常明亮的活动星系核——实现了对星系磁场的观测。该类星体位于所研究星系的更远处，位于同一视线上。

　　凭借这一意想不到的连线，类星体的光线先经过该星系的磁场，然后才到达地球，天文学家也得以采集到法拉第旋转的“指纹”。此次观测是通过甚大天线阵（Karl G。 Jansky Very Large Array，简称VLA）进行的。这是一个由27台25米口径的天线组成的射电望远镜阵列，位于美国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原上，由美国国家射电天文台（National Radio Astronomy Observatory）负责运行。

　　“没有人知道宇宙磁力来自何方，以及它如何产生，”盖斯勒说，“但是现在，通过提取数十亿年前一个星系中保留的磁场‘化石记录’，我们已经获得了解决这一谜题的重要线索。”（任天）