銀河系有自己的磁場。與地球相比,它極其脆弱;實際上弱了數千倍。但是天文學家想對它有更多的了解,因為它可以告訴我們有關恒星形成,宇宙射線以及許多其他天體物理過程的信息。
來自澳大利亞科廷大學和CSIRO(聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織)的一組天文學家正在研究銀河系的磁場,他們已經出版了最全面的3D銀河系磁場測量目錄。
該論文的標題為“使用LOFAR對脈沖星進行低頻法拉第旋轉測量:探測3D銀河暈磁場。”該論文于2019年4月發(fā)表在《皇家天文學會月刊》上。主要作者是夏洛特·索比博士,科廷大學大學助理。該團隊包括來自加拿大,歐洲和南非的科學家。
該團隊與LOFAR或歐洲射電望遠鏡低頻陣列合作。LOFAR工作于250 MHz以下的無線電頻率,由分布在歐洲1500公里區(qū)域的許多天線組成,其核心在荷蘭。
該團隊組裝了迄今為止最大的磁場強度和脈沖星方向目錄。有了這些數據,他們就能夠估計銀河系隨著距銀河系平面(旋臂所在的位置)的距離而減小的場強。
主要新聞作者索比(Sobey)在新聞稿中說:“我們使用脈沖星有效地探測了3-D中銀河系的磁場。脈沖星分布在整個銀河系中,銀河系中的中間物質會影響它們的無線電波發(fā)射。”
脈沖星與我們之間的銀河中的自由電子和磁場會影響脈沖星發(fā)出的無線電波。她在接受Sobey博士的電子郵件采訪中告訴我們,“盡管需要校正這些影響以便研究脈沖星的信號,但它們對于提供有關我們銀河的信息確實很有用,否則我們將無法獲得這些信息。”當脈沖星的無線電波穿過星系時,由于介入了自由電子,它們受到稱為彌散的影響。這意味著高頻無線電波比低頻無線電波更快到達。LOFAR的數據允許天文學家測量這種差異,稱為“色散測量”或DM。DM告訴天文學家我們和脈沖星之間有多少個自由電子。如果DM較高,則意味著脈沖星距離更遠,或者星際介質更密集。
那只是測量銀河系磁場的因素之一。另一個涉及電子密度和星際介質的磁場。
脈沖星的發(fā)射通常是偏振的,當偏振光在磁場中穿過等離子體時,旋轉平面旋轉。這稱為法拉第旋轉或法拉第效應。射電望遠鏡可以測量該旋轉,稱為法拉第旋轉測量(RM)。索比博士說:“這告訴我們自由電子的數量和平行于視線以及凈方向的磁場強度。絕對RM越大,由于距離或距銀河系平面的距離越遠,則意味著更多的電子和/或更大的場強。”
利用這些數據,研究人員隨后通過將旋轉測量值除以色散測量值,估算了目錄中銀河對每個脈沖星的平均磁場強度。這就是他們創(chuàng)建地圖的方式。每個脈沖星測量值都是地圖上的一個點。正如索比博士對《今日宇宙》說的那樣,“獲得大量脈沖星的這些測量值(具有距離測量值或估計值)使我們能夠重建3D的銀河電子密度和磁場結構圖。”