星系团 Abell 2255 中心区域的磁场无形纹理。(图片来源：A. Botteon等 (INAF)，A&A 2026) 天文学家首次重建了整个星系团的磁场，从其中心核到外部边界。这一创纪录的成就源于对位于约十亿光年远的星系团 Abell 2255 进行的最深入观察，而这些观察得益于欧洲射电望远镜 LOFAR（低频阵列）。Abell 2255 因其无线电波的复杂性而闻名。其广阔且弥散的无线电发射是由以接近光速或相对论速度奔跑的电子粒子与星系的磁场相互作用所产生。因此，利用 Abell 2255 作为研究宇宙无线电波的宇宙实验室，可能会让科学家对磁场的形成和演变有更好的理解。这些观察也可能有助于揭示星系团中热气体的动态。这可以揭示宇宙中最大结构是如何构建的。作为 LOFAR 星系团超深场项目的一部分，团队利用 224 小时的无线电图像收集发现，Abell 2255（本身延伸数百万光年）的大尺度磁场分布并不是随机的。相反，这些磁场似乎是由在形成这个星系团过程中气体的运动所组织的。意大利国家天体物理研究所（INAF）团队负责人安德烈亚·博特昂（Andrea Botteon）在一份声明中表示：“在无线电波长下获取非常敏感的星系团图像对于理解电子如何加速到相对论速度以及磁场如何在大尺度上放大至关重要。”他补充说：“这些研究的复杂性在于来自电子在非常弱的磁场中移动的无线电信号的难以捉摸性。我们相信，这些巨大的无线电发射的“开启”机制与星系团的形成过程相关。”博特昂补充说，为了进行这项研究，他和他的同事结合了有史以来最深入的无线电观测与创新数据分析技术，使他们首次能够重建星系团的磁场形状。他表示：“在该团中的某些区域观察到的磁场线的相干性表明，磁场的形态与其所处的气体动态密切相关，在这些气体中，磁场可以因与星系团本身形成相关的运动而被‘拉伸’或‘压缩’。”星系团 Abell 2255 中心区域的磁场无形纹理。(图片来源：A. Botteon等 (INAF)，A&A 2026) 该分析揭示在某些区域，磁场遵循非常特定的方向，沿着扩展的无线电发射径向延伸。与此相反，在以冲击波为主导的区域，磁场则是切线方向。这表明 Abell 2255 中的磁场是由同样允许星系吸积气体和增长的动态所雕刻。这是第一个观察证据，证明允许星系生长和团聚、创造宇宙中最大结构的相同机制，也塑造了它们的磁场。该团队的研究已被接受在《天文学与天体物理学》期刊上发表，并且作为预审稿在存储库网站 arXiv 上可用。罗伯特·利（Robert Lea）是英国的一名科学记者，他的文章曾刊登在《物理世界》、《新科学家》、《天文学杂志》、《太空百事通》、《新闻周刊》和《ZME科学》等。他还为爱思唯尔及《欧洲物理学杂志》撰写科学传播方面的文章。罗布拥有英国开放大学的物理与天文学学士学位。你可以在 Twitter 上关注他 @sciencef1rst。