探测星系团中磁场的方向

星系团充满了热的磁化等离子体，是现存最大的束缚天体，也是理解宇宙中结构形成的重要试金石。在此类星系团中，热传导沿磁力线进行，因此磁场强烈地塑造了星系团的热历史；一些星系团至今尚未冷却并坍缩，这是一个谜。在一个看似无关的谜题中，最近对室女座星系团旋涡星系的观测表明，存在偏离其中心的强相干磁场脊。在这里，我们通过三维磁流体动力学模拟证明，这种脊很容易由星系在星系团内部轨道运动时扫掠磁力线来解释。这种磁斗篷随后被来自星系恒星的宇宙射线照亮，在星系的前缘产生相干的偏振辐射。这立即提供了一种探测星系团磁场局域方向和特征长度尺度的技术。该技术的首次应用——绘制室女座星系团的磁场图——得出了一个惊人的结果：在中心区域之外，磁场优先沿径向取向，正如磁热不稳定性所预测的那样。我们的结果强烈暗示了一种使某些星系团维持在“非冷却核心”状态的机制。