绘制银河系磁场的三维图

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测量区域的天空位置约为4平方度。左：尘埃发射的全天空地图中：向被测区域放大地图，其中包括地图东部的北天极环的一部分。右图：调查区域的近景。在我们的调查中，黑色部分表示恒星的偏振方向。来源：天文学与天体物理学（2024）。DOI:10.1051/004-6361/202349015

据《今日宇宙》（马克·汤普森）：我们都非常熟悉地球磁场的概念。事实证明，太空中的大多数物体都有磁场，但测量它们相当困难。天文学家开发了一种巧妙的方法，利用来自星际尘埃颗粒的偏振光测量银河系的磁场，这些粒子与磁力线对齐。一项新的调查已经开始了这一测绘过程，并绘制了一个相当于满月15倍的区域。

许多人会记得在学校里用铁屑和条形磁铁来揭示磁场的实验。然而，要捕捉银河系的磁场并不是那么容易。测量磁场的新方法依赖于渗透在恒星之间空间的小尘埃颗粒。

灰尘颗粒的大小与烟雾颗粒相似，但它们不是球形的。就像一艘船把自己变成电流一样，尘埃粒子的长轴往往与局部磁场对齐。当它们发出与宇宙背景辐射相同频率的辉光时，天文学家一直在关注这一点。

粒子不仅发光，而且像偏振滤光片一样吸收穿过它们的星光。光的偏振对摄影师来说很熟悉，他们可能会使用偏振滤光片来使天空变暗并管理反射。偏振现象是指光的传播。当它在介质中移动时，它将能量从一个地方带到另一个地方，但在途中它表现出波浪状的特征。

波浪的性质是由它们传播的介质的交替位移组成的（想象水中的波浪）。位移并不总是与行进方向相同；有时它是平行的，有时它是垂直的。在极化中，位移仅限于一个方向。

在星际空间中的粒子中，偏振特性捕获磁场，并使穿过它们的光偏振，从而揭示磁场的细节。正如它们在地球上一样，磁力线对银河系的进化至关重要。它们调节恒星的形成，塑造星系的结构，就像巨大的银河系河流一样，塑造和引导星系周围的气体流动。

比利时大学间高能研究所的研究人员利用PASIPHAE调查开始了这一过程，这是一项国际合作，旨在探索星际尘埃极化产生的磁场。他们测量了1500多颗恒星的偏振，这些恒星覆盖的天空面积不超过满月的15倍。

然后，该团队使用盖亚天体测量卫星的数据和一种新算法绘制了银河系中该部分天空的磁场图。这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

这是第一次有任何大型项目试图绘制银河系引力场的地图。完成完整的映射需要一段时间，但一旦完成，它将不仅对星系的磁场，而且对整个宇宙中星系的演化提供深刻的见解。