复合期附近产生磁场的精确数值估计

我们研究复合期附近非线性效应产生磁场。随着接近 $z\simeq 1100$ 时紧耦合逐渐丧失，光子与重子之间的速度差开始增大，导致光子对电子的康普顿拖曳增强。质子随后由于电荷位移产生的电场被迫跟随电子；根据麦克斯韦定律，同一电场最终在宇宙学尺度上感应出磁场。由于标量扰动无旋因而不产生任何磁场，必须借助二阶扰动理论来计算该效应产生的磁场。我们使用强大的二阶玻尔兹曼代码 SONG 重新数值研究此问题。我们表明：i) 以往所有研究都没有足够高的角分辨率来达成磁场能谱的精确一致估计；ii) 磁场一直生成到 $z\simeq 10$；iii) 实际上不可能用玻尔兹曼代码计算小于 $1\,{\rm Mpc}$ 尺度的磁场。最后我们确认对于几个 ${\rm Mpc}$ 的尺度，该磁场量级为 $2\times 10^{-29}{\rm G}$，比目前星系际尺度上观测到的磁场小许多个数量级。