Pada pelan besar alam semesta, kelompok galaksi yang sibuk dihubungkan oleh lebuh raya lama yang menenun plasma di sekitar padang belantara ruang kosong. Jalan-jalan lintasan ini dikenali sebagai filamen, dan mereka boleh meregangkan selama beratus-ratus juta tahun cahaya, diasingkan hanya oleh habuk, gas dan elektron sibuk yang memandu sangat dekat dengan had kelajuan sejagat.
Walaupun bergerak pada kelajuan cahaya yang dekat, zarah hanya boleh menjadikannya sebahagian kecil daripada jalan ke bawah salah satu filamen ini sebelum kehabisan jus dan memecahkan. Walau bagaimanapun, satu pasukan ahli astronomi mengawasi filamen antara dua kelompok galaksi yang bertembung secara perlahan telah menemui arus elektron yang tidak mematuhi peraturan lalu lintas ini. Dalam filamen kasar antara gugus galaksi Abell 0399 dan Abell 0401, para penyelidik telah mengesan jambatan pelepasan gelombang radio yang besar, yang dicipta oleh zarah-zarah yang dikenakan ke arah jalan 10 juta tahun cahaya jauh lebih lama dari yang seharusnya secara fizikal mungkin.
Sumber pelanggaran lalu lintas kosmik ini, menurut kajian baru yang diterbitkan pada 7 Jun di jurnal Science, mungkin menjadi medan magnet yang lemah tetapi bergolak dari satu gugus galaksi ke seterusnya, memberikan pemecut partikel misteri yang menendang elektron 10 kali lebih jauh daripada mereka biasanya dapat melakukan perjalanan.
Penulis kajian utama Federica Govoni, seorang penyelidik di Institut Nasional Astrophysics Itali, ini adalah kali pertama medan magnet telah diperhatikan melalui filamen galaksi, dan dapat memanggil beberapa pemikir tentang bagaimana zarah dipercepatkan pada jarak yang sangat jauh .
"Ia adalah medan magnet yang sangat lemah, kira-kira 1 juta kali daripada bumi," kata Govoni dalam video yang mengiringi kajian itu. Walau bagaimanapun, dia dan rakan-rakannya menulis di dalam kertas itu, yang mungkin masih cukup kuat untuk memancarkan gelombang kejutan yang mampu mempercepatkan semula zarah-zarah yang bergerak pantas melepasi panjang yang luar biasa kerana ia perlahan - dengan berkesan mencipta superhighway elektron.
Jambatan antara gergasi
Terletak kira-kira 1 bilion tahun cahaya dari Bumi, Abell 0399 dan Abell 0401 adalah kelompok galaksi tetangga - kumpulan beratus-ratus atau ribuan galaksi yang semua digabungkan secara bersamaan, mewakili beberapa objek yang paling besar di alam semesta. Dalam beberapa bilion tahun, kedua kelompok besar mungkin akan bertembung; Buat masa sekarang, mereka kira-kira 10 juta tahun cahaya dan dihubungkan dengan lebuh raya plasma yang disebutkan di atas.
Dalam kajian terdahulu, Govoni dan rakan-rakannya mendapati bahawa kedua-dua kelompok itu membentuk medan magnet yang berkilau dengan gelombang radio. Dalam kerja baru mereka, para penyelidik ingin mengetahui sama ada medan itu memanjang ke angkasa melampaui sempadan kedua objek besar itu - dan, khususnya, sama ada ia boleh menembus filamen plasma luas di antara mereka.
Menggunakan rangkaian teleskop yang disebut Array Kekerapan Rendah (LOFAR), para penyelidik menyaksikan "rabung" panjang pelepasan radio dengan jelas menyambungkan satu kluster ke seterusnya.
"Pelepasan ini memerlukan populasi elektron relativistik dan medan magnet yang terletak di filamen antara dua kelompok galaksi," tulis penulis dalam kajian itu. Kerana tidak ada sumber radio yang jelas antara kumpulan, pasukan menyimpulkan bahawa rabung kemungkinan besar adalah lanjutan medan magnet dan interaksi zarah berkecepatan tinggi yang berlaku di dalam kelompok.
Setelah menjalankan beberapa simulasi komputer, pasukan mendapati bahawa walaupun medan magnet yang agak lemah (seperti ini) dapat menghasilkan gelombang kejutan yang cukup kuat untuk mempercepatkan lagi elektron berkelajuan tinggi yang telah memperlambat dan membuat mereka meretas panjang filamen. Walau bagaimanapun, itu hanya satu penjelasan yang mungkin untuk fenomena yang, menurut penyelidik, masih misteri yang cukup besar. Nasib baik, saintis masih mempunyai beberapa bilion tahun untuk menyelesaikannya.
