Medan Magnet yang Intens Mungkin Terbentuk Sesaat Setelah Big Bang

"Interaksi antara medan magnet dan energi turbulen mampu memperkuat bidang yang awalnya lemah, mengubahnya menjadi suatu medan yang kuat."

---

Medan magnet yang kuat itu mungkin dihasilkan di alam semesta segera setelah Big Bang, demikian menurut sebuah tim peneliti internasional. Proyek ini menawarkan penjelasan pertama tentang kehadiran gas magnet intergalaksi dan antarbintang.

Dipublikasikan dalam Physical Review Letters , temuan para peneliti ini menjelaskan sifat-sifat bintang dan galaksi paling awal di alam semesta. Tim riset ini dipimpin oleh Christoph Federrath dan Gilles Chabrier dari CRAL (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Astrophysics Research Center of Lyon, CNRS / ENS Lyon / Université Claude Bernard Lyon 1).

Struktur turbulen medan magnet dalam empat model digital yang mewakili kondisi fisik yang berbeda secara signifikan. Sebagai contoh, interior Matahari (kiri atas) sangat tidak kompresibel dan ditandai oleh aliran subsonic, sedangkan plasma khas alam semesta primordial (kanan bawah) sangat mungkin didominasi oleh kekuatan terkompresif yang sangat kuat dan turbulensi supersonik. (Kredit: © Federrath, Chabrier, Schober, Banerjee, Klessen, dan Schleicher)

Mengapa gas yang ditemukan di antara galaksi atau di antara bintang-bintang galaksi yang sama mengandung magnet? Para astrofisikawan telah mengajukan penjelasan potensial pertama untuk fenomena ini: medan magnet yang awalnya lemah bisa saja diperkuat oleh gerakan turbulen, seperti yang terjadi di kedalaman bumi dan matahari, dan yang semestinya hadir di alam semesta purba.

“Berdasarkan simulasi kami, turbulensi ini menghasilkan peningkatan medan magnet yang eksponensial,” jelas pemimpin penelitian, Federrath dan Chabrier. “Perhitungan kami menunjukkan bahwa fenomena ini adalah mungkin bahkan di bawah kondisi fisik yang ekstrim, seperti yang ditemui sesaat setelah Big Bang, ketika bintang-bintang pertama terbentuk.”

Simulasi digital 3-D mereka mengungkapkan bagaimana garis-garis medan magnet dapat tertarik keluar, memutar dan melipat dengan “aliran” turbulen. Sama seperti listrik yang menghasilkan medan magnet melalui gerakan partikel bermuatan, muatannya sendiri tunduk pada kekuatan ketika bergerak melalui medan magnet. Menurut para astrofisikawan, “Interaksi antara medan magnet dan energi turbulen – semacam energi kinetik yang dihasilkan oleh turbulensi - mampu memperkuat bidang yang awalnya lemah, mengubahnya menjadi suatu medan yang kuat.”

Para peneliti berharap hasil riset mereka ini bisa menjelaskan sifat-sifat bintang-bintang dan galaksi pertama yang terbentuk di alam semesta.

Kredit: CNRS (Délégation Paris Michel-Ange)
Jurnal: C. Federrath, G. Chabrier, J. Schober, R. Banerjee, R. Klessen, D. Schleicher. Mach Number Dependence of Turbulent Magnetic Field Amplification: Solenoidal versus Compressive Flows.Physical Review Letters, 2011; 107 (11) DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.114504