宇宙中化学重化期原始磁场的生成

我们利用对原初宇宙由原星形成重化的新模拟，研究了通过 Biermann 电池在化学重化前沿中产生磁场的机制。两种机制主要负责磁场的产生：i) I 前沿从原星系突破，ii) I 前沿通过属于宇宙网的高密度中性丝 filaments 的传播。第一种机制在 ionized 区域重叠之前 (z ~ 7) 为主导作用，而第二种机制即使在该时代之后仍然继续发挥作用。然而，在重叠之后，场强的增加主要是由于气体压缩作为宇宙结构形成而发生。因此，在 z ~ 5 时，磁场与气体密度密切相关，并在兵法尺度上高度有序。模拟盒子中的平均质量加权场强为 B_0 ~ 10^-19 G。我们发现 B_0 与伴随生物学质量的关系较为明确， nearly 线性相关，其中最高质量对象 (M ~ 10^9 M_sun) 中的 B_0 ~ 10^-18 G。这是一个下限，因为缺乏数值分辨率使我们无法跟踪在原星系中可能放大场强的小尺度动力学过程。虽然我们计算得到的场强可能作为银河系发电机的种子场足够，但该场太小，无法对星系形成、热导或中星际介质中的宇宙射线输运产生显著影响。然而，它可以通过基于分析伽马射线暴光子到达时间的创新方法在中星际介质中被观察到。