生命只有在具有磁場(chǎng)的行星上才能演化,因?yàn)榇艌?chǎng)可以形成保護(hù)罩,避免行星表面遭受有害的宇宙輻射。天文學(xué)家也由這一新發(fā)現(xiàn)推測(cè),或許外星生命可以在許多遙遠(yuǎn)的星系中出現(xiàn)。
“具有磁場(chǎng)的行星是生命能夠演化的地方,因?yàn)榇艌?chǎng)可以保護(hù)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(xué)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(gè)宇宙歷史中,可能會(huì)不斷出現(xiàn)能夠維持生命存在的行星,或許生命是宇宙中相對(duì)普遍的現(xiàn)象。”

甚大天線陣是一個(gè)由27臺(tái)25米口徑的天線組成的射電望遠(yuǎn)鏡陣列
星系都有各自的磁場(chǎng),但通常都微弱得令人難以置信——比地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度還小一百萬倍。有一個(gè)理論認(rèn)為,年輕星系的磁場(chǎng)一開始會(huì)比較微弱和混亂,隨著時(shí)間推移會(huì)逐漸增強(qiáng),并更有秩序。然而,天文學(xué)家所研究的這個(gè)星系的磁場(chǎng),與銀河系鄰近星系中所觀測(cè)到的磁場(chǎng)并沒有太大不同。研究人員不知道宇宙中磁體的最初來源于哪里,也不清楚這些磁體如何隨時(shí)間而增強(qiáng)的過程。
該研究的結(jié)果表明,磁體形成于星系的早期階段。研究人員認(rèn)為,這可能意味著宇宙中所有地方的物體都具有磁性——因?yàn)椴恍枰鄷r(shí)間就能建立一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)。“宇宙中只有兩種能在大尺度上發(fā)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(zhuǎn)、爆炸、發(fā)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復(fù)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(cè)結(jié)果提供了新的證據(jù),表明星系磁力出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較早,而不是隨著時(shí)間推移緩慢增強(qiáng)。“這一發(fā)現(xiàn)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(fù)責(zé)人Sui Ann Mao說,“這是一個(gè)新的紀(jì)錄,是目前我們獲得的最遙遠(yuǎn)星系的磁場(chǎng)信息。”
對(duì)星系磁場(chǎng)演化的研究要求我們對(duì)不同距離的星系進(jìn)行觀測(cè),因?yàn)檫@些觀測(cè)能為我們展示處于不同年齡階段的星系情況。但是,這樣的觀測(cè)很難實(shí)現(xiàn),部分原因是磁場(chǎng)無法直接探測(cè)到。我們只能通過觀測(cè)光通過磁場(chǎng)時(shí)留下的“指紋”來研究磁場(chǎng),這種效應(yīng)被稱為“法拉第旋轉(zhuǎn)”(Faraday Rotation)。
法拉第旋轉(zhuǎn)又稱法拉第效應(yīng),由英國(guó)物理學(xué)家邁克爾·法拉第在1845年發(fā)現(xiàn),是在介質(zhì)內(nèi)光波與磁場(chǎng)的一種相互作用。法拉第在光的方向上引入磁場(chǎng),成功使光的偏振發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
在此次研究中,研究者利用一個(gè)類星體——一類遙遠(yuǎn)的、非常明亮的活動(dòng)星系核——實(shí)現(xiàn)了對(duì)星系磁場(chǎng)的觀測(cè)。該類星體位于所研究星系的更遠(yuǎn)處,位于同一視線上。
憑借這一意想不到的連線,類星體的光線先經(jīng)過該星系的磁場(chǎng),然后才到達(dá)地球,天文學(xué)家也得以采集到法拉第旋轉(zhuǎn)的“指紋”。此次觀測(cè)是通過甚大天線陣(Karl G。 Jansky Very Large Array,簡(jiǎn)稱VLA)進(jìn)行的。這是一個(gè)由27臺(tái)25米口徑的天線組成的射電望遠(yuǎn)鏡陣列,位于美國(guó)新墨西哥州的圣阿古斯丁平原上,由美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)(National Radio Astronomy Observatory)負(fù)責(zé)運(yùn)行。
“沒有人知道宇宙磁力來自何方,以及它如何產(chǎn)生,”蓋斯勒說,“但是現(xiàn)在,通過提取數(shù)十億年前一個(gè)星系中保留的磁場(chǎng)‘化石記錄’,我們已經(jīng)獲得了解決這一謎題的重要線索。”









