منشأ میدان‌های مغناطیسی جهان از کجاست؟

در همه جای کیهان حضور دارند. به عنوان مثال، میدان مغناطیسی زمین، تابش‌های کیهانی خطرناک را منحرف می‌کند، قطب‌نماهای ما را به حرکت درمی‌آورد، و مسیر پرندگان مهاجر را هدایت می‌کند.

اما علاوه بر زمین، سایر سیاره‌ها و ستاره‌ها نیز میدان مغناطیسی دارند. میدان‌های مغناطیسی مشتری و خورشید حتی از میدان مغناطیسی زمین قوی‌ترند.

به گزارش ایتنا و به نقل از لایو ساینس، گفتنی است کل کهکشان راه شیری نیز میدان مغناطیسی خاص خود را دارد، اگرچه این میدان حدود یک میلیون بار ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی زمین است.

اما این میدان در مقیاسی بسیار عظیم عمل می‌کند و کل کهکشان، که ده‌ها هزار سال نوری را در بر می‌گیرد، در بر می‌گیرد. حتی میدان‌های مغناطیسی بزرگ‌تری هم وجود دارند که کل خوشه‌های کهکشانی را پر می‌کنند و ممکن است تا چند میلیون سال نوری وسعت داشته باشند.

این میدان‌های مغناطیسی عظیم از کجا آمده‌اند؟

با اینکه این میدان‌ها نسبتا ضعیف هستند، اما مقیاس آن‌ها فوق‌العاده بزرگ است. بنابراین، هر چه که آن‌ها را ایجاد کرده، باید یک منبع انرژی بزرگ و مقیاسی مشابه داشته باشد.

در طی دهه‌ها، اخترشناسان مکانیسم‌های متعددی پیشنهاد داده‌اند که اغلب بر اساس فرآیند دینامو عمل می‌کنند؛ فرآیندی که میدان‌های «بذر» ضعیف را گرفته و آن‌ها را تا مقادیر امروزی تقویت می‌کند.

اما این سوال را به عقب‌تر می‌برد: این میدان‌های بذر ضعیف در ابتدا از کجا آمده‌اند؟

در مقاله‌ای که در اکتبر به مجله اخترفیزیک ارسال شد، پژوهشگران یک راه‌حل جدید ارائه کردند. سناریوی آن‌ها در زمان طلوع کیهانی آغاز می‌شود، یعنی زمانی که جهان تنها چند صد میلیون سال عمر داشت و اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها شروع به درخشیدن کرده بودند.

پس از مرگ آن ستاره‌های اولیه، عناصری سنگین‌تر از خود به جا گذاشتند که در فضای میان‌ستاره‌ای به هم پیوستند و اولین ذرات گرد و غبار را تشکیل دادند.


در همین رابطه بخوانید:

- قوی‌ترین آهن‌ربای جهان ۸۰۰ هزار برابر از میدان مغناطیسی زمین قوی‌تر است

- آیا فضانوردان می‌توانند گوشی‌های تلفن خود را به فضا ببرند؟

- در هنگام ادغام سیاه‌چاله‌ها چه اتفاقی می‌افتد؟

چگونه این ذرات گرد و غبار میدان مغناطیسی تولید کردند؟

این ذرات گرد و غبار اغلب به دلیل تابش‌ها و اصطکاک با یکدیگر به صورت الکتریکی باردار بودند. زمانی که نسل دوم ستاره‌ها روشن شدند، نور شدیدشان به گاز و گرد و غبار اطراف می‌تابید.

اگر این ستاره‌ها به اندازه کافی قوی بودند، تابش آن‌ها می‌توانست گرد و غبار را به حرکت درآورد و باعث شود که این ذرات باردار از میان گاز حرکت کنند. این حرکت ذرات باردار یک جریان الکتریکی ضعیف اما وسیع ایجاد می‌کرد، شبیه یک سیم مسی که هزار سال نوری طول دارد!

از آنجایی که تابش به صورت یکنواخت از میان گاز میان‌ستاره‌ای عبور نمی‌کرد، ذرات گرد و غبار در برخی مناطق جمع می‌شدند و در مناطق دیگر پراکنده می‌شدند. این توزیع غیریکنواخت جریان الکتریکی باعث ایجاد تفاوت‌هایی در جریان الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر می‌شد که طبق قوانین الکترومغناطیس، به‌طور طبیعی میدان مغناطیسی ایجاد می‌کرد.

میدان مغناطیسی اولیه چقدر قوی بوده است؟

مطالعه جدید نشان داد که این میدان مغناطیسی بسیار ضعیف بود، تقریباً به اندازه یک میلیاردیم قدرت میدان مغناطیسی زمین. اما همین میزان کافی بود تا فرآیندهای نجومی دیگر، مانند اختلاط گازها و تقویت دینامو، بتوانند این میدان بذر را گرفته و میدان‌های مغناطیسی بزرگی که امروز مشاهده می‌کنیم، ایجاد کنند.

البته، این فقط یک فرضیه است. پژوهشگران کار خود را با یک پیشنهاد برای شبیه‌سازی این مکانیسم در مدل‌های تحول کهکشان‌ها و میدان‌های مغناطیسی آن‌ها به پایان رساندند.

این مرحله‌ای حیاتی است تا بتوان میدان‌های مغناطیسی کامل پیش‌بینی‌شده توسط این نظریه را با آنچه در جهان واقعی می‌بینیم مقایسه کرد.

با اینکه نمی‌توان زمان را به عقب برگرداند تا میدان‌های مغناطیسی گذشته را ببینیم، اما با استفاده از چنین ایده‌هایی می‌توانیم سعی کنیم گذشته را بازسازی کنیم.