我们的星系在 130 多亿年前形成,当时宇宙尘埃云在自身引力的作用下坍缩,由此产生的热量和压力缓慢地将它们转化为恒星和行星……或者类似的东西。银河系起源故事的细节仍然模糊不清,研究这个古老的过程异常棘手。
但是,一份 新的银河系中心地图及其磁场为科学家提供了前所未有的详细视角,让他们了解驱动我们星系出现的力。世界各地的研究人员花费四年时间收集和组合望远镜数据,这些数据展示了银河系中心 500 光年范围内的星际尘埃如何与星系的磁场相互作用。* 该项目首席研究员、维拉诺瓦大学物理学家 David T. Chuss 表示,由此产生的地图是第一个以如此清晰的分辨率描绘该磁场的地图。
Chuss 和他的团队使用平流层红外天文台研究了太空尘埃,这是一个 NASA 望远镜,它在 45,000 英尺高空飞行的飞机上追踪红外光。磁场导致尘埃发出的光波以特定方式定向,使光具有一种称为偏振的特性——因此测量偏振可以揭示附近的磁性。维拉诺瓦物理学家 Dylan Paré 和他的同事将望远镜的数据转换为适合视觉表示的片段,当时还是本科生的 Kaitlyn Karpovich 使用其他望远镜关于尘埃温度和色散的数据制作了彩色背景。
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颜色象征着不同的粒子温度:蓝色和紫色分别表示冷尘埃和暖尘埃,黄色表示热气体。小的、漩涡状的灰色线条代表磁场。“我仍然对磁场的复杂性感到震惊,”Chuss 说。“我经常盯着这张地图看,但仍然总是注意到关于它的新事物。”
加州理工学院的天文学家 Roberta Paladini 说,研究银河系尘埃可以阐明引力和磁力之间复杂的相互作用,帮助科学家研究尘埃云何时以及为何坍缩形成恒星。“当我们让这两种力保持平衡时,云不会坍缩,”她说。“但在某个时候,引力总是会获胜——而检查磁场将有助于我们了解坍缩实际发生和恒星出现的时间。”
*编者注(2024 年 7 月 8 日):此句子在发布后经过编辑,以更正对银河系中心 500 光年范围内尘埃的描述。