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2024-04-25 13:42

第一次看到银河系的三维磁场

A first glimpse at the galaxy's magnetic field in 3D

由于新的尖端技术和最先进的设备,天文学进入了一个新的时代,在这个时代,人们终于可以进入天空的深处。我们的宇宙家园——银河系的组成成分——恒星、气体、磁场——终于可以在3D中绘制出来了。

恒星之间的空间很脏。它充满了小的尘埃颗粒,其中大多数与香烟的烟雾大小相似。这些颗粒不是球形的,因此它们的长轴倾向于与任何局部星系磁场对齐。这些尘埃颗粒也发出与宇宙微波背景相同频率的偏振光——大爆炸的“灰烬”——因此污染了我们对宇宙生命最早时刻的看法。

它们也会吸收一些穿过它们的星光,就像偏光镜一样,将它们所处的磁场信息印在新兴光的偏振上。偏振是光线的一种特性,它表示光线的特征方向,总是垂直于光在空间中传播的方向。

磁场对我们星系的演化非常重要,它调节着新恒星的形成,塑造着星系结构,并将气体流转化为比欧洲核子研究中心更强大的宇宙加速器。

因此,星光的偏振是关键:它包含了星系中至关重要的磁场信息,它是一块“防尘布”,可以帮助我们清理早期宇宙的视野——只要我们能对它进行足够的观察,并深入研究,以便提取它所携带的所有信息。






这正是pasphae巡天的范围。pasphae巡天是由FORTH天体物理研究所(IA-FORTH)和希腊克里特岛大学、印度IUCAA、南非天文台、美国加州理工学院和挪威奥斯陆大学共同开展的国际合作。帕西法厄的目标是测量天空大部分地区数百万颗恒星的偏振。现在,我们可以第一次瞥见这一雄心勃勃的努力的能力。

由Vincent Pelgrims博士(IA-FORTH的pasphae博士后学者,现在是比利时ULB大学间高能研究所的居里夫人研究员)领导的一组研究人员已经展示了pasphae数据和重建技术的力量,这些数据和重建技术使用了pasphae的前身仪器,即过去10年来在希腊斯基纳卡斯天文台运行的RoboPol偏振计。

科学家们测量了天空中近15倍满月面积的1500多颗恒星的偏振,将它们与欧洲航天局盖亚卫星测量到的每颗恒星的距离结合起来,并使用他们开发的复杂算法,以前所未有的分辨率绘制了天空中该方向的磁场。

佩尔格里姆斯博士说:“这是第一次以如此精细的分辨率在三维空间重建如此大体积的星系磁场。”“我们在银河系的这个区域发现了几片尘埃云,我们第一次确定了它们的距离——可以达到几千光年——以及它们的极化特性,揭示了渗透这些云的磁场。”

该团队发布了首张高分辨率的星系磁场层析图,覆盖了天空的大部分区域,他们今天(4月23日)在《天文学与天体物理学》杂志上发表了这张图。

A first glimpse at the galaxy's magnetic field in 3D

来自克里特岛大学的Vasiliki Pavlidou教授说:“这代表了银河系及其磁场三维测绘的伟大成就。”他是IA-FORTH的附属教师,也是该出版物的合著者。“银河系磁场的结构目前还没有得到很好的约束。

“这阻碍了几个研究领域的进展,比如超高能量宇宙射线的研究。这种3D测绘在与银河系磁场相关的所有领域取得突破的潜力是巨大的。”

“在我们的论文中,我们只触及了未来可能性的表面,”Konstantinos Tassis教授说,他也是克里特岛大学和IA-FORTH的附属教员,该出版物的合著者和pasphae项目的首席研究员。

“想象一下这样的地图——但是是大部分天空的地图。在专用仪器WALOPs的帮助下,银河系磁场的3D地图集将在未来几年内成为现实,该仪器将于今年开始绘制天空中恒星的偏振图。”