Galaksije so močna in urejena magnetna polja ustvarile bistveno hitreje, kot so napovedovale dosedanje teorije. Nova raziskava, pri kateri sodelujejo tudi znanstveniki z Inštituta za temeljne raziskave Tata, ponuja razlago, ki bi lahko razrešila dolgoletno neskladje med teorijo in opazovanji.
Astrofiziki so dolgo verjeli, da razvoj magnetnih polj, ki segajo na tisoče svetlobnih let, zahteva več milijard let. Vendar opazovanja mladih galaksij kažejo, da so ta polja nastala veliko prej. Prav ta razkorak je bil ena ključnih odprtih ugank sodobne fizike.
Na Inštitutu za temeljne raziskave Tata poudarjajo, da je večina vidne snovi v vesolju v obliki plazme – ioniziranega plina, ki ga oblikujejo gravitacija, temperatura in vrtenje. Ko se ta snov začne gibati turbulentno, lahko pride do t. i. dinamo učinka, ki krepi magnetna polja.
Toda klasična teorija dinama ima omejitve. Raziskovalka Pallavi z Mednarodnega centra za teoretične znanosti opozarja: „Teorija težko pojasni opazovanja mladih galaksij z močnimi magnetnimi polji na tisoče svetlobnih let.“
Nova študija predlaga, da se ključ skriva v zgodnjih fazah nastajanja galaksij, ko se ogromni oblaki plazme sesedajo pod vplivom gravitacije. V tem procesu se plazma intenzivno premeša, kar lahko dramatično pospeši krepitev magnetnih polj. Kot pojasnjuje glavni avtor Irshad: „Ko se galaksija oblikuje, lahko sama gravitacija premeša plazmo, kar lahko ojača magnetna polja.“
Ključni preboj je v razumevanju turbulence. Med kolapsom se vrtinci v plazmi začnejo vrteti hitreje, kar neposredno vpliva na hitrost rasti magnetnega polja. Raziskovalci so pokazali, da lahko ta proces vodi do tako imenovane „super eksponentne“ rasti.
To pomeni, da proces, za katerega se je domnevalo, da traja milijarde let, lahko poteka bistveno hitreje – že v zgodnjih fazah nastajanja galaksij.
Na Inštitutu za temeljne raziskave Tata poudarjajo, da so z analitičnimi izračuni in numeričnimi modeli pokazali še nekaj: tako nastala magnetna polja so lahko celo močnejša, kot napoveduje klasična teorija dinama. To odpira možnost, da so magnetne sile igrale pomembnejšo vlogo pri oblikovanju vesolja, kot smo doslej domnevali.
Pomemben del raziskave je tudi matematični pristop, ki poenostavi opis sesedanja galaksij. Z uporabo tako imenovanih superkomotivnih koordinat so raziskovalci uspeli kompleksne enačbe preoblikovati v bolj obvladljivo obliko, kar omogoča natančnejše napovedi.
Čeprav gre za teoretično študijo, imajo rezultati konkretne posledice. Na Inštitutu za temeljne raziskave Tata opozarjajo, da bi nova spoznanja lahko izboljšala računalniške modele razvoja vesolja in pomagala bolje razumeti nastanek galaksij.
Nova razlaga tako nakazuje, da so se močna magnetna polja v vesolju pojavila veliko prej, kot smo verjeli – in da so že v zgodnjih fazah tiho vplivala na razvoj kozmičnih struktur.
