天文學家近期公布了銀河系磁場結構的最新研究成果,通過新一代射電觀測技術繪制出迄今最精細的磁場分布圖。這項由不列顛哥倫比亞大學奧卡納根分校主導的國際合作項目,首次在北天區完整呈現了磁場與星系結構的復雜關聯,相關成果發表于《天體物理學雜志增刊系列》。
研究團隊利用位于彭蒂克頓的自治領射電天體物理天文臺(DRAO)15米望遠鏡,通過分析寬頻射電數據構建了法拉第旋轉效應三維模型。這種技術能追蹤無線電波穿越星際介質時的偏振變化,從而解析不同距離的磁場特征。項目負責人亞歷克斯·希爾博士指出:"傳統觀測手段只能獲取平均磁場強度,而新方法讓我們首次看清磁場在星系中的精細分布。"
該研究最引人注目的發現是,超過半數的北天區存在復雜磁場結構。前UBCO博士后研究員安娜·奧爾多格博士解釋:"早期觀測常將磁場簡化為均勻分布,但新數據顯示銀河系磁場充滿漩渦狀結構,與人馬臂、氣泡狀星系結構等存在顯著關聯。"這種復雜性遠超理論預期,甚至在法拉第效應簡單的區域也發現了隱藏的磁場層次。
項目采用的15米望遠鏡具有獨特優勢。作為平方公里陣列射電望遠鏡(SKA)的原型機,該設備能在六個月內完成全北天區掃描,其快速成像能力為磁場動態研究提供了可能。卡爾加里大學湯姆·蘭德克博士強調:"這種效率使我們能捕捉到超新星遺跡等瞬態結構對磁場的影響,這是傳統巡天項目難以實現的。"
新數據集已催生多項突破性研究。卡爾加里大學麗貝卡·布思主導的團隊利用該數據,在《天體物理學雜志》發表了關于銀河系磁場大規模反轉現象的論文。這種反轉現象此前僅通過理論模型預測,新觀測為其提供了直接證據。奧爾多格博士表示:"這僅是開始,數據集將持續支持星系磁場起源、恒星形成等領域的深入研究。"
技術層面,該研究驗證了1966年提出的寬頻磁場成像理論。當時受限于觀測設備,該設想長期無法實踐。希爾博士團隊通過優化DRAO望遠鏡的接收系統,成功將理論轉化為實用工具。參與項目的UBCO學生表示,這種產學研結合模式為年輕研究者提供了寶貴經驗。
這項研究得到加拿大國家研究委員會、美國國家科學基金會等機構資助。作為全球磁離子介質巡天(GMIMS)的核心項目,其數據集已向全球天文學界開放,為理解星系演化、宇宙磁場起源等重大科學問題提供關鍵支撐。










