我們知道，行星的磁場相當於其表面一層無形的保護膜，它可以保護行星不受恆星風粒子流的影響。地球也有自己的磁場，可以保護地球免受太陽風的侵襲。太陽風是太陽活動產生的高速粒子流，會破壞行星的大氣層，進而影響到生命的發展進程，而地球的磁場正是起到了關鍵的作用！
太陽系除了地球以外，其它行星也或多或少有自己的磁場，但是火星的磁場幾乎已經消失，使得這顆紅色星球無時不刻沒有”沐浴“在熱烈的太陽風之下，生命存活的可能幾乎不存在。而木星的磁場是地球的50-100倍，土星也有一個簡單的具有對稱形狀的內在磁場，比地球的磁場微弱一點 ，土星的磁場是地球的17-34倍，其它行星也存在著大小不一的磁場。既然行星有磁場昂，那麼太陽系甚至是銀河系是否有磁場呢？答案是有的，銀河系的磁場是什麼樣的呢？
銀河系的磁場
你知道嗎？研究表明其實銀河系也有自己的磁場。但是與地球相比，它非常弱，甚至要弱幾千倍。即便如此，科學家依然希望瞭解更多關於它的信息，因為它可以告訴我們關於恆星形成、宇宙射線和許多其他天體物理過程的信息。
不久前來自澳大利亞科廷大學和聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的一組天文學家一直在研究銀河系的磁場，最後他們發表了最全面的銀河系磁場三維測量目錄。該團隊與歐洲無線電望遠鏡LOFAR(即低頻陣列)合作。LOFAR的工作頻率在250兆赫以下，它由許多天線組成，分佈在歐洲1500公里的範圍內，其核心在荷蘭。該小組彙集了迄今為止最大的關於磁場強度和脈衝星方向的目錄。有了這些數據，他們就能計算出銀河系的磁場強度隨著距離螺旋臂所在的星系平面的距離而減弱的關鍵證據。
銀河系磁場的測量
據科學家表示，他們使用脈衝星來有效地探測星系的三維磁場。脈衝星分佈在整個銀河系，銀河系中介入的物質會影響它們的無線電波發射。換句話說，我們星系中脈衝星和我們之間的自由電子和磁場會影響脈衝星發出的無線電波。
當脈衝星的無線電波在星系中傳播時，由於其間的自由電子，它們會受到一種叫做彌散效應的影響。這意味著高頻無線電波比低頻無線電波到達得更早。這兩者之間的差異被科學家稱為“色散測量”或DM。DM的值可以告訴科學家在我們和脈衝星之間有多少自由電子。如果DM值更高，那就意味著脈衝星離我們更遠，或者星際介質的密度更大。
當然，這只是測量銀河系磁場的因素之一，另一個測量方法涉及到電子密度和星際介質的磁場。我們知道脈衝星的輻射通常是極化的，當偏振光穿過帶有磁場的等離子體時，旋轉平面就會旋轉。這被稱為法拉第旋轉或法拉第效應。射電望遠鏡可以測量這種旋轉，這種測量方法被稱為法拉第旋轉測量(RM)，它可以告訴我們自由電子的數量和平行視線的磁場強度。絕對RM越大，意味著更多的電子數目或更強的場強，而這是由於距離或朝向星系平面的更大距離造成的。
通過測量之後，科學家有了這些數據，現在研究人員就可以通過旋轉測量值除以色散測量值，估算出銀河系對星表中每顆脈衝星的平均磁場強度。這些大量脈衝星的測量數據使我們能夠以三維方式重建銀河系電子密度和磁場結構的地圖。
那麼，有人會問將銀河系的磁場結構繪製成3D圖像有什麼好處呢?
我們知道，銀河系的磁場影響著各種不同強度和距離尺度的天體物理演化過程，而磁場決定了宇宙射線的路徑。因此，當天文學家研究一個遙遠的宇宙射線源時，比如一個活動星系核(AGN)，瞭解磁場的強度可以幫助他們理解他們的研究對象。
同樣地，星系的磁場也在恆星形成中起作用。雖然這種原理還沒有被完全理解，但磁場的強度可能會影響分子云的演化。科學家表示，在更小的尺度上，磁場在恆星形成過程中起著關鍵作用，分子云中的磁場太弱或太強，可能會阻止雲坍縮成恆星系統，3D磁場演化結構可以幫助科學家更加多方位地瞭解磁場在恆星演化過程起到的作用。
據瞭解，科學家利用澳大利亞的默奇森·懷德菲爾德陣列來繪製南部天空的磁場，並對北部天空中137顆脈衝星進行了觀測，結果將現有RM測量的平均精度提高了20倍，他們還表示，總的來說，這項研究所得出低頻數據提供了有關銀河系磁場三維結構的寶貴信息。
目前世界上最大的射電望遠鏡目前正處於計劃階段。它被稱為平方公里陣列(SKA)，將在澳大利亞和南非建造。它的接收站將從其中心核心向外延伸3000公里。它巨大的體積和接收器之間的距離將為我們提供天文學中最高分辨率的圖像。科學家表示未來的工作將集中於利用SKA望遠鏡進行科學研究，該望遠鏡目前正進入計劃階段的最後階段。SKA的出現將徹底將幫助我們繪製一份詳細的銀河系結構地圖，徹底改變我們對銀河系的理解，尤其是它的磁場，屆時銀河系的磁場將無處藏身！
對銀河系磁場感興趣的讀者，你可以直接用今日頭條app上方的搜索框輸入銀河系磁場就能看到豐富的關於銀河系磁場的知識了，趕緊去搜索吧。
閱讀更多 超弦 的文章
