令人驚歎的全新銀河系地圖揭示磁力如何塑造我們的星系

星際塵埃在銀河系磁場中移動的影像可能有助於科學家更多地瞭解星系的起源

Colors blue, pink yellow and white shown against a black background

D. Paré, K. Karpovich 和 D. Chuss/維拉諾瓦大學 (PI);三色背景影像也使用了來自歐洲航天局 (ESA)、赫歇爾空間天文臺和南非射電天文臺 (SARAO) 以及 MeerKAT 射電望遠鏡的資料

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我們的星系在 130 多億年前形成,當時宇宙塵埃雲在自身引力的作用下坍縮,由此產生的熱量和壓力緩慢地將它們轉化為恆星和行星……或者類似的東西。銀河系起源故事的細節仍然模糊不清,研究這個古老的過程異常棘手。

但是,一份 新的銀河系中心地圖及其磁場為科學家提供了前所未有的詳細視角,讓他們瞭解驅動我們星系出現的力。世界各地的研究人員花費四年時間收集和組合望遠鏡資料,這些資料展示了銀河系中心 500 光年範圍內的星際塵埃如何與星系的磁場相互作用。* 該專案首席研究員、維拉諾瓦大學物理學家 David T. Chuss 表示,由此產生的地圖是第一個以如此清晰的解析度描繪該磁場的地圖。

Chuss 和他的團隊使用平流層紅外天文臺研究了太空塵埃,這是一個 NASA 望遠鏡,它在 45,000 英尺高空飛行的飛機上追蹤紅外光。磁場導致塵埃發出的光波以特定方式定向,使光具有一種稱為偏振的特性——因此測量偏振可以揭示附近的磁性。維拉諾瓦物理學家 Dylan Paré 和他的同事將望遠鏡的資料轉換為適合視覺表示的片段,當時還是本科生的 Kaitlyn Karpovich 使用其他望遠鏡關於塵埃溫度和色散的資料製作了彩色背景。


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顏色象徵著不同的粒子溫度:藍色和紫色分別表示冷塵埃和暖塵埃,黃色表示熱氣體。小的、漩渦狀的灰色線條代表磁場。“我仍然對磁場的複雜性感到震驚,”Chuss 說。“我經常盯著這張地圖看,但仍然總是注意到關於它的新事物。”

加州理工學院的天文學家 Roberta Paladini 說,研究銀河系塵埃可以闡明引力和磁力之間複雜的相互作用,幫助科學家研究塵埃云何時以及為何坍縮形成恆星。“當我們讓這兩種力保持平衡時,雲不會坍縮,”她說。“但在某個時候,引力總是會獲勝——而檢查磁場將有助於我們瞭解坍縮實際發生和恆星出現的時間。”

*編者注(2024 年 7 月 8 日):此句子在釋出後經過編輯,以更正對銀河系中心 500 光年範圍內塵埃的描述。

Riis Williams 是一位常駐紐約市的科學記者,專門從事氣候、健康和野生動物報道。她曾擔任《大眾科學》的新聞實習生。

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大眾科學 Magazine Vol 331 Issue 1本文最初以“磁力與引力”為標題發表於《大眾科學》雜誌 第 331 卷第 1 期 (), 第 8 頁
doi:10.1038/scientificamerican072024-2F6z4kw1da29ySTjKI71bR
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