中國科學家發現銀河系巨大磁環 距銀心從6000光年延伸到5萬光年

中新網北京5月14日電 (記者 孫自法)中國科學院國家天文臺5月14日向媒體發布消息說，該臺徐鈞博士和韓金林研究員通過分析銀河系內的脈沖星和銀河系外的射電源法拉第旋轉效應分布數據，最新研究發現銀河系的暈(銀暈)中有一個巨大的磁環結構，其磁環從距離銀河系中心(銀心)6000光年一直延伸到5萬光年。

銀河系的暈中巨大的磁環結構示意圖。中國科學院國家天文臺/供圖

中國科學家這篇銀河系磁場里程碑性的研究論文，近日已在國際科學期刊《天體物理學報》(ApJ)發表，為宇宙線粒子傳播、星系氣體動力學和宇宙磁場演化等研究領域提供至關重要觀測結果。

論文第一作者徐鈞介紹說，宇宙磁場的起源和演化是天體物理學中一個長期懸而未決的重大難題，也是平方公里陣列射電望遠鏡(SKA)等很多大型射電望遠鏡項目立項優先課題，都在發展和提升偏振測量能力，希望在這個方向上發力。

其中，測量銀河系的大尺度磁場結構是一個相當具有挑戰性的工作。開拓這一研究領域的韓金林研究員過去30年一直深耕于銀河系磁場研究，他通過觀測大批量脈沖星和河外射電源的法拉第旋轉效應，測量出銀河系盤區(銀盤)的大尺度磁場結構，發現銀盤中的大尺度磁場的方向是沿著旋臂，并在旋臂之間翻轉。

在銀暈區域，韓金林等早在1997年就率先認證出法拉第旋轉效應在內銀河天空具有反對稱的符號分布，說明銀盤上下的銀暈里具有方向相反的環向磁場結構，并且后續被更多天文觀測數據證實，為國際天文界廣泛采納，成為銀河系磁場結構模型的基本內容，也被寫入多本國際經典教科書。

論文通訊作者韓金林指出，銀暈磁環結構的大小和強度20多年來一直難以測量，因為靠近太陽的銀暈區域的脈沖星和其他天體也表現出法拉第效應的反對稱分布，國際上一些學者揣測法拉第反對稱天空是否由太陽附近銀河系局部區域的星際介質主導產生的。“那么，這個磁環究竟是在整個銀暈中存在，還是僅僅在局部區域產生？銀暈磁環的強度和大小究竟如何？”

針對這些問題，韓金林在本項研究中創新性提出，將太陽附近的脈沖星法拉第旋率測量值作為本地星際介質的貢獻從河外射電源法拉第效應天空分布的數值中扣除，這樣就可以得到巨大銀暈的法拉第旋轉效應分布。徐鈞則收集了所有相關的數據，并憑借被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)新測量了很多暗弱脈沖星的數據。

他們按照這個創新想法分析數據后發現，全部天空的平均法拉第效應呈現出對銀道坐標的反對稱分布，并且反對稱分布不再局限于內銀河區域，而是充滿全部天空，從銀河系中心區域一直延伸到其相反的方向。這項研究結果說明，銀暈中的磁環從距離銀心6000光年一直延伸到5萬光年(太陽位置大約在3萬光年)。太陽附近的局部區域的星際介質顯然是巨大的磁環的一部分，其基本性質和表征與大磁環基本一致，但因為深入銀盤而使其效應表現得更強。

“這個思路，我20多年前就有了，一直在慢慢積累數據，終于得到了。”韓金林說。(完)

來源： 中國新聞網