中新網(wǎng)北京5月14日電 (記者 孫自法)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)5月14日向媒體發(fā)布消息說(shuō)，該臺(tái)徐鈞博士和韓金林研究員通過(guò)分析銀河系內(nèi)的脈沖星和銀河系外的射電源法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)分布數(shù)據(jù)，最新研究發(fā)現(xiàn)銀河系的暈(銀暈)中有一個(gè)巨大的磁環(huán)結(jié)構(gòu)，其磁環(huán)從距離銀河系中心(銀心)6000光年一直延伸到5萬(wàn)光年。

銀河系的暈中巨大的磁環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)/供圖

中國(guó)科學(xué)家這篇銀河系磁場(chǎng)里程碑性的研究論文，近日已在國(guó)際科學(xué)期刊《天體物理學(xué)報(bào)》(ApJ)發(fā)表，為宇宙線粒子傳播、星系氣體動(dòng)力學(xué)和宇宙磁場(chǎng)演化等研究領(lǐng)域提供至關(guān)重要觀測(cè)結(jié)果。

論文第一作者徐鈞介紹說(shuō)，宇宙磁場(chǎng)的起源和演化是天體物理學(xué)中一個(gè)長(zhǎng)期懸而未決的重大難題，也是平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)等很多大型射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目立項(xiàng)優(yōu)先課題，都在發(fā)展和提升偏振測(cè)量能力，希望在這個(gè)方向上發(fā)力。

其中，測(cè)量銀河系的大尺度磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)是一個(gè)相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的工作。開(kāi)拓這一研究領(lǐng)域的韓金林研究員過(guò)去30年一直深耕于銀河系磁場(chǎng)研究，他通過(guò)觀測(cè)大批量脈沖星和河外射電源的法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，測(cè)量出銀河系盤(pán)區(qū)(銀盤(pán))的大尺度磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)銀盤(pán)中的大尺度磁場(chǎng)的方向是沿著旋臂，并在旋臂之間翻轉(zhuǎn)。

在銀暈區(qū)域，韓金林等早在1997年就率先認(rèn)證出法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)在內(nèi)銀河天空具有反對(duì)稱(chēng)的符號(hào)分布，說(shuō)明銀盤(pán)上下的銀暈里具有方向相反的環(huán)向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，并且后續(xù)被更多天文觀測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)，為國(guó)際天文界廣泛采納，成為銀河系磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型的基本內(nèi)容，也被寫(xiě)入多本國(guó)際經(jīng)典教科書(shū)。

論文通訊作者韓金林指出，銀暈磁環(huán)結(jié)構(gòu)的大小和強(qiáng)度20多年來(lái)一直難以測(cè)量，因?yàn)榭拷?yáng)的銀暈區(qū)域的脈沖星和其他天體也表現(xiàn)出法拉第效應(yīng)的反對(duì)稱(chēng)分布，國(guó)際上一些學(xué)者揣測(cè)法拉第反對(duì)稱(chēng)天空是否由太陽(yáng)附近銀河系局部區(qū)域的星際介質(zhì)主導(dǎo)產(chǎn)生的。“那么，這個(gè)磁環(huán)究竟是在整個(gè)銀暈中存在，還是僅僅在局部區(qū)域產(chǎn)生？銀暈磁環(huán)的強(qiáng)度和大小究竟如何？”

針對(duì)這些問(wèn)題，韓金林在本項(xiàng)研究中創(chuàng)新性提出，將太陽(yáng)附近的脈沖星法拉第旋率測(cè)量值作為本地星際介質(zhì)的貢獻(xiàn)從河外射電源法拉第效應(yīng)天空分布的數(shù)值中扣除，這樣就可以得到巨大銀暈的法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)分布。徐鈞則收集了所有相關(guān)的數(shù)據(jù)，并憑借被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)新測(cè)量了很多暗弱脈沖星的數(shù)據(jù)。

他們按照這個(gè)創(chuàng)新想法分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，全部天空的平均法拉第效應(yīng)呈現(xiàn)出對(duì)銀道坐標(biāo)的反對(duì)稱(chēng)分布，并且反對(duì)稱(chēng)分布不再局限于內(nèi)銀河區(qū)域，而是充滿(mǎn)全部天空，從銀河系中心區(qū)域一直延伸到其相反的方向。這項(xiàng)研究結(jié)果說(shuō)明，銀暈中的磁環(huán)從距離銀心6000光年一直延伸到5萬(wàn)光年(太陽(yáng)位置大約在3萬(wàn)光年)。太陽(yáng)附近的局部區(qū)域的星際介質(zhì)顯然是巨大的磁環(huán)的一部分，其基本性質(zhì)和表征與大磁環(huán)基本一致，但因?yàn)樯钊脬y盤(pán)而使其效應(yīng)表現(xiàn)得更強(qiáng)。

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

來(lái)源： 中國(guó)新聞網(wǎng)