Rotationsmessung des intergalaktischen Mediums von primordialen Magnetfeldern

Der Faraday-Rotationseffekt, quantifiziert durch die Rotationsmessung (RM), ist eine leistungsstarke Untersuchung der großräumigen Magnetisierung des Universums - er verfolgt Magnetfelder nicht nur auf der Ebene von Galaxien und Galaxiehaufen, sondern auch im intergalaktischen Medium (IGM; als RM₈₆₌ bezeichnet). Die Rotverschiebungsabhängigkeit letzterer wurde umfassend mit Beobachtungen erforscht. Es wurde auch gezeigt, dass diese Beziehung dabei hilft, zwischen verschiedenen großräumigen Magnetisierungsszenarien zu unterscheiden. Wir untersuchen die Entwicklung dieses RM₈₆₌ für verschiedene Szenarien der primordialen Magnetogenese, um nach den Spuren primordialer Magnetfelder (PMFs; Magnetfelder, die im frühen Universum entstanden sind) auf der Rotverschiebungsabhängigkeit von RM₈₆₌ zu suchen. Wir verwenden kosmologische magnetohydrodynamische (MHD) Simulationen zur Entwicklung von PMFs während der Bildung großräumiger Strukturen, gekoppelt mit der Lichtkegelanalyse, um eine realistische statistische Stichprobe von Schein-RM₈₆₌- Bildern zu erzeugen. Wir untersuchen das vorhergesagte Verhalten für die kosmische Evolution von RM₈₆₌ für verschiedene Korrelationslängen von PMFs und liefern Anpassungsfunktionen für ihre Abhängigkeit von Rotverschiebungen. Wir vergleichen diese Schein-RM-Trends mit der aktuellen Analyse des LOw-Frequency ARray (LOFAR) RM Grids und stellen fest, dass großräumig korrelierte PMFs (komoving) Stärken von 0,75 nanoGauss haben sollten, wenn sie während der Inflation mit dem skalainvarianten Spektrum und (komoving) Korrelationslängen von 19 cMpc/h oder 30 nanoGauss entstanden sind, wenn sie während Phasenübergangs-Epochen mit der komoving Korrelationslänge von 1 cMpc/h entstanden sind. Unsere Ergebnisse stimmen mit früheren Beobachtungen überein und bestätigen die Ergebnisse semi-analytischer Studien, die zeigen, dass die oberen Grenzen der PMF-Stärke abnehmen, wenn ihre Kohärenzskalen zunehmen.