借助两台望远镜，天文学家给银河系磁场做了一次超高清“3D映射”

据物理学家组织网（phys.org）近日报道，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）和科廷大学（Curtin University）的天文学家已成功使用脉冲星来探测银河系的磁场。他们与欧洲、加拿大和南非的同事合作，绘制出迄今最大银河系磁场三维结构，这也是目前最精确的低频测量结果。

（图源：Freshscience期刊）

银河系的磁场比地球的磁场弱数千倍，但是对于追踪宇宙射线、恒星形成以及许多其他天体物理过程的路径具有重要意义。但是，我们对银河系3D结构的了解其实非常有限。

研究论文的主要作者夏洛特·索比博士说：“我们使用脉冲星（快速旋转的中子星）有效地探测了3D方向银河系的磁场。脉冲星散布于整个银河系，但银河系中的物质会影响脉冲星发射的无线电波。”

该团队使用称为“国际低频阵列射电”（LOFAR）的大型欧洲射电望远镜，组装了迄今为止最大的磁场强度和指向脉冲星方向的低频阵列，给我们的银河系磁场做了一次“3D映射”。结果被用来估测——银河系磁场强度如何随着距银河系平面（旋臂所在的位置）的距离而逐渐衰减。

“这表明我们可以使用下一代射电望远镜取得巨大的成就。由于我们无法从地球上的某个地方观察到整个银河系，因此我们现在正在使用澳大利亚西部的“默奇森宽场阵列”（MWA）观察南部天空中的脉冲星。”

LOFAR和MWA分别是SKA（平方公里阵列）的低频分量的探路望远镜和前体望远镜，SKA是平方公里阵列的一部分，它将是在澳大利亚西部建造的世界上最大的射电望远镜。这些望远镜将彻底改变我们对银河系乃至宇宙的了解。

此次“绘图”之旅中，天文学家们的测量揭示了NGC 4631（鲸鱼星系）中磁场的复杂模式，该星系距离地球数百万光年。关于磁场的信息以绿色和蓝色显示在银河系图像的顶部。绿色和蓝色区域内的条纹表示磁场沿天空“流动”的方向，而绿色和蓝色区域分别显示磁场指向的方向主要指向和远离地球，而这些区域内的条纹则表示方向沿天空“流动”的磁场。

（图源：Mayall Telescope）

研究小组发现，这些磁场具有在交替方向上排列的复杂图案，这在银河系中是前所未有的。研究人员说，这些模式可能是银河系如何通过带电物质（称为等离子体）的运动产生磁场的证据。

在星系中，磁场可以延伸至少1000光年。天文学家希望进一步了解这些广阔领域是如何产生和演化的，以及它们如何影响它们所在的星系。

这项工作发表在《天文学与天体物理学》杂志（Astronomy & Astrophysics）上，并于今年早些时候发表在Sobey等人的《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society），第484卷，第3期，2019年4月，第3646–3664页。