Магнитные поля ранней Вселенной оказались невероятно слабыми, но сыграли ключевую роль

Слабое магнитное поле, возникшее в ранней Вселенной, до сих пор влияет на космическую паутину. Результаты исследования, подкрепленные масштабным моделированием, переопределяют силу этих полей и их роль в космической эволюции. Credit: AI/ScienceDaily.com

Магнитные поля, сформировавшиеся на самых ранних этапах существования Вселенной, могли быть в миллиарды раз слабее небольшого магнита на холодильнике. Их сила сопоставима с магнетизмом, генерируемым нейронами человеческого мозга. Несмотря на такую слабость, количественные следы их существования до сих пор сохранились в «космической паутине» — видимой структуре, соединяющей галактики. К такому выводу пришла международная группа ученых, проведя около 250 000 компьютерных симуляций.

Исследование, недавно опубликованное в журнале Physical Review Letters, уточняет возможные и максимальные значения силы первичных магнитных полей. Оно также позволяет углубить наши знания о ранней Вселенной и формировании первых звезд и галактик.

«Космическая паутина, в которой многое еще предстоит открыть, — это филаментная структура, соединяющая галактики и пронизывающая Вселенную. Одна из ее многих неразгаданных тайн — почему она намагничена не только вблизи галактик, где это можно ожидать, но и в удаленных, редконаселенных областях, составляющих основную часть паутины. Объяснить это сложнее», — комментируют аспирант SISSA Мак Павичевич и его научный руководитель Маттео Виель.

Ученые предположили, что намагниченность может быть наследием событий, произошедших в эпоху рождения Вселенной. Сравнив результаты симуляций с наблюдательными данными, они подтвердили свою гипотезу. Модель Вселенной с очень слабым магнитным полем около 0,2 наногаусса гораздо лучше соответствует экспериментальным данным.

Исследование установило новый, значительно более низкий верхний предел силы первичных магнитных полей — в несколько раз ниже предыдущих оценок. Это открытие поможет улучшить понимание процессов в ранней Вселенной. Магнитное поле увеличивало плотность космической паутины, что, в свою очередь, ускоряло процесс образования звезд и галактик. Дальнейшую проверку результатов обеспечат наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Ученые отмечают, что новые ограничения важны не только для понимания влияния первичных магнитных полей на эволюцию космоса, но и для других теоретических моделей, усиливающих формирование структур.