银河系旋转的气体和尘埃盘产生了优美的旋臂，这些旋臂构成了星系中最活跃的恒星形成区域。现在，研究人员使用地球大气层高空中的飞机载望远镜发现了一种机制，用于了解磁场如何在穿过这些旋臂的致密纤维或“骨骼”中塑造恒星诞生。
这项新工作描述了星系尺度的磁场如何根据其方向和强度，既可以将物质从一个区域输送到另一个区域，又可以阻止构成最稠密区域的尘埃和气体在重力作用下坍缩。这些过程抑制了恒星的形成；如果没有它们，我们看到的夜空会比今天亮得多。
2015 年基于地面的望远镜观测证实了排列在银河系旋臂上的气体和尘埃骨骼的物理特性。但是研究人员并不知道磁场在较小尺度上的恒星形成活动中的确切作用。“我们知道骨骼的存在，但那时没有办法绘制其磁性结构的细节，”伍斯特州立大学和哈佛-史密森天体物理中心博士后研究员西蒙·库德说。库德在美国天文学会 2023 年冬季会议上介绍了这项新发现。
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对于这项工作，研究人员正在通过测量尘埃粒子的排列方式来确定这些磁场的精细尺度方向。具体来说，他们正在量化磁特性如何帮助保持巨型骨骼中的气体和尘埃免于坍缩形成恒星。借助从波音 747 载望远镜 SOFIA 在其最后几年活动中的仪器获得的数据，“我们可以观察到整个星系恒星形成云中的场结构，”库德说。
该项目的一张骨骼图显示，在活跃恒星诞生的稠密区域，磁场往往垂直于骨骼的长度，而在其他地方则更平行。研究人员说，这可能意味着来自密度较低区域的平行场将物质输送到密度较高的区域，在密度较高的区域，尽管有额外的恒星形成物质，场也足够强，可以限制引力坍缩。他们还发现，沿着其他星系骨骼的磁场足够强，可以抑制除最活跃区域以外的所有区域的恒星形成。
“我们已经知道整个星系都弥漫着磁场。现在我们在最稠密的区域看到了这些场的结构，在这些区域，它们对恒星形成很敏感，”斯坦福大学卡弗里粒子天体物理学和宇宙学研究所的河外天文学家恩里克·洛佩兹-罗德里格斯说，他没有参与这项研究。他补充说，最终，这将有助于理解引力与大规模磁场之间的平衡如何决定最小尺度上的恒星形成，无论是在其他星系还是在我们自己的星系中。