令人惊叹的银河系中心地图揭示了我们银河系的新奥秘

独孤一山隙

从未见过的银河系中心磁场视图。（图片来源：维拉诺瓦大学/Paré，Karpovich，Chuss（PI））

（）据美国生活科学网站（Robert Lea）：银河系是我们的家园星系，但我们对它的了解到底有多深？作为美国国家航空航天局资助项目的一部分，维拉诺瓦大学研究人员领导的一个团队获得了我们银河系中心中心发动机的前所未有的视图。

这张花了四年时间绘制的银河系中心区域的新地图揭示了我们银河系中心的磁场与那里的冷尘埃结构之间的关系。这些尘埃形成了恒星、行星的基石，最终形成了我们所知的生命。银河系的中心引擎推动了这一过程。

这意味着更清晰地了解尘埃和磁场的相互作用，有助于更好地了解银河系及其内部的位置。该团队的发现也对我们银河系以外的星系产生了影响，让我们得以一瞥尘埃和磁场在其他星系的中心引擎中是如何相互作用的。

了解恒星和星系是如何形成和演化的，是生命起源故事的重要组成部分，但到目前为止，尘埃和磁场在这一过程中的相互作用一直被忽视，尤其是在我们自己的星系中。

维拉诺瓦大学物理学教授、研究团队负责人David Chuss告诉space.com：“银河系的中心和恒星之间的大部分空间都充满了大量的尘埃，这对我们星系的生命周期很重要。我们看到的是这些冷尘埃颗粒发出的光，这些尘埃颗粒是由恒星中锻造的重元素产生的，当这些恒星死亡和爆炸时会散开。”

银河系磁场的复杂图像



我们银河系的插图。（图片来源：Mark Garlick/科学图片库/Getty Images）

在银河系的中心存在一个被称为中心分子区的区域，该区域估计有6000万太阳质量的尘埃。这个巨大的尘埃库的温度约为零下432.7华氏度（零下258华氏度）。2摄氏度）。这只比绝对零度（零下460华氏度）高几度，这是所有原子运动停止的假设温度。

同样位于银河系中心的是更热的气体，它被剥夺了电子或“电离”，以一种称为“等离子体”的物质状态存在

Chuss说：“对这一区域的无线电波观测中有这些美丽的垂直元素，这些元素追踪着银河系中心高温电离等离子体成分中的磁场。”。“我们试图弄清楚这与冷尘成分有什么关系。

该团队还想知道这些冷尘埃是如何与银河系中心的磁场对齐的，这也将揭示这些磁场是如何定向的。这种取向被称为“极化”

Chuss及其同事获得了美国国家航空航天局的资助，使用平流层红外天文观测站（SOFIA）对这一尘土飞扬的中心区域进行了调查。SOFIA是一架波音747飞机，在45000英尺（13716米）的高空绕地球飞行的望远镜。

该项目的远红外偏振大面积CMZ探测（FIREPLACE）创建了一张红外地图，经过九次飞行，横跨银河系中心约500光年。

该团队通过测量与磁场对齐的尘埃辐射的偏振，推断出这些磁场本身的复杂结构。然后将其覆盖在三色地图上，该地图显示了粉红色的暖尘和蓝色的冷尘埃云。图片还显示了黄色的无线电波发射细丝。



一张银河系中心区域的地图，粉红色是热气体，蓝色是冷尘埃，黄色是发射无线电波的细丝。（图片来源：维拉诺瓦大学/Paré，Karpovich，Chuss（PI））

Chuss解释道：“这是一次旅程，而不是目的地，但我们发现这是一件非常复杂的事情。银河系中心的云层中磁场的方向各不相同。”。“这是试图弄清楚我们在这些大型有组织细丝上的无线电波中看到的场如何与银河系中心的其他动力学相关的第一步。”

Chuss解释说，这幅复杂的磁场图是他和FIREPLACE团队希望在新的SOFIA地图上看到的；这些观测结果与之前对银河系中心进行的小尺度红外和无线电波观测结果一致。然而，这张新地图真正发挥作用的地方在于其绝对的规模。它设法揭示了一些以前从未映射过的区域。编织在其中的精细细节也令人惊叹。

Chuss说：“我认为我们还有很多工作要做，才能最终得出结论。我认为有趣的一点是，有些场似乎与无线电波中的细丝方向相同，有些场看起来与圆盘中更远的尘埃方向一致。”。“这是一个诱人的暗示，也许我们银河系圆盘中的大尺度场和我们注意到的银河系中心的垂直场是相连的。”

在接下来的两年里，他和团队将继续分析SOFIA的数据，他希望这项工作将激励理论家们提出一些新的模型来解释我们星系中心正在发生的事情。

SOFIA数据的预印本版本发布在论文库arXiv上。