La force des champs magnétiques ici sur Terre, sur le Soleil, dans l'espace interplanétaire, sur les étoiles de notre galaxie (la Voie lactée; certains d'entre eux de toute façon), dans le milieu interstellaire (ISM) dans notre galaxie, et dans le L'ISM d'autres galaxies spirales (certaines d'entre elles de toute façon) ont été mesurées. Mais il n'y a eu aucune mesure de la force des champs magnétiques dans l'espace entre les galaxies (et entre les amas de galaxies; l'IGM et l'ICM).
Jusqu'à présent.
Mais qui s'en soucie? Quelle est l'importance scientifique de la force des champs magnétiques IGM et ICM?
Les estimations de ces champs peuvent fournir "un indice qu'il y avait un processus fondamental dans le milieu intergalactique qui a créé des champs magnétiques", explique Ellen Zweibel, astrophysicienne théorique à l'Université du Wisconsin, Madison. Une idée «de haut en bas» est que tout l'espace a été en quelque sorte laissé avec un léger champ magnétique peu de temps après le Big Bang - vers la fin de l'inflation, la nucléosynthèse du Big Bang, ou le découplage de la matière baryonique et du rayonnement - et ce champ a augmenté en force alors que les étoiles et les galaxies amassaient et amplifiaient son intensité. Une autre possibilité «ascendante» est que les champs magnétiques formés initialement par le mouvement du plasma dans de petits objets de l'univers primordial, tels que les étoiles, puis se propagent vers l'extérieur dans l'espace.
Alors, comment estimez-vous la force d'un champ magnétique, à des dizaines ou des centaines de millions d'années-lumière, dans des régions de l'espace éloignées de toutes les galaxies (et encore moins d'amas de galaxies)? Et comment faites-vous cela lorsque vous vous attendez à ce que ces champs soient bien inférieurs à un nanoGauss (nG), peut-être aussi petit qu'un femtoGauss (fG, qui est un millionième de nanoGauss)? Quelle astuce pouvez-vous utiliser ??
Un très soigné, qui s'appuie sur la physique non testée directement dans aucun laboratoire, ici sur Terre, et qui ne sera probablement pas testé pendant la durée de vie de quiconque le lira aujourd'hui - la production de paires positrons-électrons lorsqu'un photon à rayons gamma de haute énergie entre en collision avec un infrarouge ou un micro-ondes (cela ne peut être testé dans aucun laboratoire, aujourd'hui, parce que nous ne pouvons pas produire des rayons gamma d'une énergie suffisamment élevée, et même si nous le pouvions, ils entreraient en collision si rarement avec de la lumière infrarouge ou des micro-ondes il faudrait attendre des siècles pour voir une telle paire produite). Mais les blazars produisent de grandes quantités de rayons gamma TeV, et dans l'espace intergalactique, les photons micro-ondes sont nombreux (c'est ce que le fond cosmique micro-ondes - CMB - est!), Tout comme les infrarouges lointains.
Après avoir été produit, le positron et l'électron interagiront avec le CMB, les champs magnétiques locaux, d'autres électrons et positrons, etc. (les détails sont plutôt désordonnés, mais ont été essentiellement élaborés il y a quelque temps), avec pour résultat net que les observations de distance, les sources lumineuses de rayons gamma TeV peuvent fixer des limites plus faibles à la force de l'IGM et de l'ICM à travers lesquelles elles voyagent. Plusieurs articles récents rapportent les résultats de ces observations, en utilisant le télescope spatial Fermi Gamma-Ray et le télescope MAGIC.
Alors, quelle est la force de ces champs magnétiques? Les différents articles donnent des nombres différents, de plus de quelques dixièmes de femtoGauss à plus de quelques femtoGauss.
«Le fait qu’ils aient fixé une limite inférieure sur les champs magnétiques éloignés de l’espace intergalactique, non associés à une galaxie ou à des amas, suggère qu’il y avait vraiment un processus qui a agi à très grande échelle dans l’univers», explique Zweibel. Et ce processus aurait eu lieu dans le premier univers, peu de temps après le Big Bang. «Ces champs magnétiques n'auraient pas pu se former récemment et auraient dû se former dans l'univers primordial», explique Ruth Durrer, physicienne théoricienne à l'Université de Genève.
Donc, peut-être avons-nous encore une fenêtre sur la physique du premier univers; hourra!
Sources: Science News, arXiv: 1004.1093, arXiv: 1003.3884
