सर्पिल आकाशगंगाओं के पास चुंबकीय क्षेत्र आधी सदी से भी अधिक समय से जाने जाते हैं (और भविष्यवाणियां कि वे कई वर्षों से पहले की खोज से मौजूद होनी चाहिए), और कुछ आकाशगंगाओं के चुंबकीय क्षेत्रों को महान विस्तार से मैप किया गया है।
लेकिन इन चुंबकीय क्षेत्रों के पास हमारे पास मौजूद विशेषताओं के बारे में कैसे पता चला? और वे कैसे बने रहते हैं?
यूके के खगोलविदों स्टास शबाला, जेम्स मीड और पॉल अलेक्जेंडर के हाल के एक पेपर में इन सवालों के जवाब हो सकते हैं, जिसमें चार भौतिक प्रक्रियाएं एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही हैं: डिस्क पर शांत गैस का उल्लंघन, सुपरनोवा प्रतिक्रिया (ये दो मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिकल टर्बुलेंस बढ़ाते हैं), स्टार का गठन (यह ठंडी गैस से गैस और इसलिए अशांत ऊर्जा को हटाता है), और अंतर गैलेक्टिक रोटेशन (यह लगातार एक क्रम क्षेत्र में असंगत यादृच्छिक क्षेत्र से क्षेत्र ऊर्जा स्थानांतरित करता है)। हालांकि, कम से कम एक अन्य महत्वपूर्ण प्रक्रिया की आवश्यकता है, क्योंकि खगोलविदों के मॉडल बड़े पैमाने पर सर्पिल आकाशगंगाओं के मनाया क्षेत्रों के साथ असंगत हैं।
“इंटरस्टेलर माध्यम (आईएसएम) में उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का रेडियो सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जन आकाशगंगाओं में चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति को इंगित करता है। पृष्ठभूमि के ध्रुवीकृत स्रोतों के रोटेशन के उपाय (आरएम) क्षेत्र की दो किस्मों को इंगित करते हैं: एक यादृच्छिक क्षेत्र, जो आईएसएम की अशांति से बड़ा तराजू पर सुसंगत नहीं है; और एक सर्पिल आदेशित क्षेत्र जो बड़े पैमाने पर सुसंगतता प्रदर्शित करता है, ”लेखक लिखते हैं। “एक विशिष्ट आकाशगंगा के लिए इन क्षेत्रों में कुछ μG की ताकत होती है। M51 जैसी आकाशगंगा में, सुसंगत चुंबकीय क्षेत्र को ऑप्टिकल सर्पिल बाहों के साथ जुड़ा हुआ माना जाता है। इस तरह के क्षेत्र स्टार बनाने और ब्रह्मांडीय किरणों के भौतिकी में महत्वपूर्ण हैं, और आकाशगंगा के विकास पर भी प्रभाव डाल सकते हैं, फिर भी, उनके महत्व के बावजूद, उनकी उत्पत्ति, विकास और संरचना के बारे में सवाल काफी हद तक अनसुलझा है। ”
खगोल भौतिकी में यह क्षेत्र तेजी से प्रगति कर रहा है, इस बात की समझ के साथ कि कैसे यादृच्छिक क्षेत्र उत्पन्न होता है, जो पिछले एक दशक में यथोचित रूप से अच्छी तरह से स्थापित हो गया है (यह आईएसएम में अशांति से उत्पन्न होता है, एकल-चरण मैग्नेटोहेरोडायनामिक (MHD) के रूप में निर्मित होता है। द्रव, जिसके भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं जमी हुई हैं)। दूसरी ओर, यादृच्छिक क्षेत्रों को सर्पिल में विभाजित करके बड़े पैमाने पर क्षेत्र का उत्पादन, अंतर रोटेशन (एक डायनेमो) द्वारा, लंबे समय से जाना जाता है।
सर्पिलों में क्रमबद्ध क्षेत्र का वर्णन उन आकाशगंगाओं के रूप में कैसे हुआ, जो स्वयं बनती हैं - बैरोनिक पदार्थ और विकिरण के विघटन के कुछ सौ मिलियन वर्षों के भीतर (जो कि आज हम देखते हैं लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि को जन्म देते हैं) - हालांकि स्पष्ट हो रहे हैं, हालांकि परीक्षण ये परिकल्पना अभी तक संभव नहीं है, ऑप्टिकल (एनआईआर, अवधि में बहुत कम उच्च-रेडशिफ्ट आकाशगंगाओं का अध्ययन किया गया है, अकेले चलो उनके चुंबकीय क्षेत्रों को विस्तार से मैप किया गया है)।
“हम एक आत्म-सुसंगत आकाशगंगा गठन और विकास मॉडल में चुंबकीय क्षेत्र को शामिल करने के पहले (हमारे ज्ञान के लिए) प्रयास को प्रस्तुत करते हैं। कई आकाशगंगा गुणों की भविष्यवाणी की जाती है, और हम उपलब्ध आंकड़ों के साथ इनकी तुलना करते हैं, “शबाला, मीड और अलेक्जेंडर कहते हैं। वे एक विश्लेषणात्मक आकाशगंगा गठन और विकास मॉडल के साथ शुरू करते हैं, जो "गैस कूलिंग, स्टार गठन, और एक कॉस्मोलॉजिकल संदर्भ में विभिन्न प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं का पता लगाता है। यह मॉडल एक साथ स्थानीय आकाशगंगा गुणों, ब्रह्मांड के स्टार निर्माण इतिहास, z ~ 1.5 के लिए तारकीय द्रव्यमान समारोह के विकास और बड़े पैमाने पर आकाशगंगाओं के शुरुआती निर्माण को पुन: पेश करता है। " मॉडल के लिए केंद्रीय ISM की अशांत गतिज ऊर्जा और यादृच्छिक चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा है: दोनों ऐसे समयमानों के बराबर हो जाते हैं जो ब्रह्मांड संबंधी समयसीमा पर तात्कालिक होते हैं।
ड्राइवर इस प्रकार शारीरिक प्रक्रियाएं हैं जो आईएसएम में ऊर्जा को इंजेक्ट करते हैं, और जो इससे ऊर्जा निकालते हैं।
"आईएसएम में ऊर्जा इंजेक्शन के सबसे महत्वपूर्ण स्रोतों में से एक सुपरनोवा हैं," लेखक लिखते हैं। "स्टार का गठन अशांत ऊर्जा को दूर करता है," जैसा कि आप उम्मीद कर रहे हैं, और गैस "अंधेरे पदार्थ के प्रभामंडल से उत्पन्न होने से अशांति में अपनी संभावित ऊर्जा जमा करता है।" उनके मॉडल में केवल चार निशुल्क पैरामीटर हैं - तीन उन प्रक्रियाओं की दक्षता का वर्णन करते हैं जो आईएसएम से अशांति को जोड़ते हैं या हटाते हैं, और एक जो यादृच्छिक क्षेत्रों से तेजी से ऑर्डर किए गए चुंबकीय क्षेत्र पैदा करता है।
क्या शाबाला, मीड और अलेक्जेंडर अपने परिणामों के बारे में उत्साहित हैं? आप न्यायाधीश हैं: “दो स्थानीय नमूने मॉडल का परीक्षण करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। यह मॉडल चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और रेडियो चमक को बहुत कम और मध्यवर्ती-सामूहिक आकाशगंगाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में पुन: पेश करता है।
और उन्हें क्या लगता है कि उच्च-द्रव्यमान वाली सर्पिल आकाशगंगाओं की विस्तृत खगोलीय टिप्पणियों के लिए क्या आवश्यक है? "गैस कूलिंग को बुझाने के लिए शक्तिशाली एजीएन द्वारा गैस को बाहर निकालना आवश्यक है।"
यह बिना यह कहे चला जाता है कि अगली पीढ़ी के रेडियो दूरबीनों - EVLA, SKA और LOFAR - आकाशगंगाओं में चुंबकीय क्षेत्रों के सभी मॉडल (न केवल सर्पिल) को और अधिक कड़े परीक्षणों (और यहां तक कि उन क्षेत्रों के गठन पर परिकल्पना को सक्षम करने) के अधीन करेंगे, 10 अरब साल पहले, परीक्षण किया जाना है)।
स्रोत: आकाशगंगाओं में चुंबकीय क्षेत्र: I. स्थानीय देर-प्रकार की आकाशगंगाओं में रेडियो डिस्क
