揭示星系中磁场的起源

尽管星系与宇宙磁场无处不在，但关于它们仍存在许多开放问题。具体而言，当前的观测限制无法排除星系中观测到的磁场是在早期宇宙生成的还是属于天体物理起源。受此启发，我们使用磁示踪算法来研究原初磁场的印记是否在整个宇宙时间内持续存留于星系中。我们模拟了一个类银河系星系的四种情形：仅由原初磁场磁化、仅由超新星注入磁场磁化，以及两种原初+超新星磁化组合情形。我们发现，一旦考虑具有共动强度 $B_0 >10^{-12}$ G 的原初磁场，它们便始终是星系磁化的主要来源。我们的磁示踪显示，即便与星系磁化源结合，当原初磁场较强时，它们在模拟星系的暖金属贫乏相中提供了大尺度磁场。在此情况下，环星系与星系际介质可用于探测 $B_0$ 而不受星系内起源磁场的污染风险。此外，通过研究局部气体金属丰度可推断磁场是原初的还是天体物理来源的。因此，我们预言未来最先进的星系磁场观测设施将有可能揭示我们宇宙中的天体物理与原初磁成分。