Как Вселенная намагнитилась до первых звёзд экспресс
Сразу после Большого взрыва космос был горячей плазмой — смесью заряженных частиц и света. В такой среде электрические токи не могли течь сами по себе: нужна была «разность потенциалов», толкающая электроны относительно фотонов. Именно её ищут в теориях космологического магнитогенеза — рождения первых магнитных полей.
Авторы работы собрали полную цепочку уравнений — от столкновений частиц до знакомого со школы закона Ома — и проверили три механизма. Первый, открытый в 2005 году, работает как гребёнка: разница скоростей электронов и фотонов закручивает токи. Второй нашли только сейчас: там, где плотность фотонов меняется в пространстве, возникает дополнительный толчок для электронов. Третий — «попутный ветер» от крупномасштабных течений вещества.
Численный код космологической симуляции (CAMB) на эпохе рекомбинации, когда Вселенной было 380 000 лет, показал: новый член добавляет почти столько же поля, сколько и старый механизм. Вместе они усиливают результат в полтора раза. А если во Вселенной циркулировали крупные потоки вещества — даже на пределе, разрешённом данными спутника «Планк», — рождается поле в десять миллиардных долей гаусса на масштабах мегапарсека. Это в миллионы раз больше порога, за которым галактическое динамо превращает слабые «затравки» в магнитные поля звёзд и туманностей.
Так космическая плазма, ещё не знавшая ни одной звезды, уже плела невидимую магнитную паутину — каркас для будущих галактик.
Магнитное поле, рождённое в плазме ранней Вселенной, может быть старше самого древнего света, который мы видим сегодня — реликтового излучения.