中新網(wǎng)北京5月14日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)院國家天文臺(tái)5月14日向媒體發(fā)布消息說，該臺(tái)徐鈞博士和韓金林研究員通過分析銀河系內(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5萬光年。
銀河系的暈中巨大的磁環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)/供圖中國科學(xué)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(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)和宇宙磁場演化等研究領(lǐng)域提供至關(guān)重要觀測結(jié)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(xué)中一個(gè)長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)展和提升偏振測量能力，希望在這個(gè)方向上發(fā)力。
其中，測量銀河系的大尺度磁場結(jié)構(gòu)是一個(gè)相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的工作。開拓這一研究領(lǐng)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(zhuǎn)效應(yīng)，測量出銀河系盤區(qū)(銀盤)的大尺度磁場結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)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(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)稱的符號(hào)分布，說明銀盤上下的銀暈里具有方向相反的環(huán)向磁場結(jié)構(gòu)，并且后續(xù)被更多天文觀測數(shù)據(jù)證實(shí)，為國際天文界廣泛采納，成為銀河系磁場結(jié)構(gòu)模型的基本內(nèi)容，也被寫入多本國際經(jīng)典教科書。
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多年來一直難以測量，因?yàn)榭拷柕你y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)稱分布，國際上一些學(xué)者揣測法拉第反對(duì)稱天空是否由太陽附近銀河系局部區(qū)域的星際介質(zhì)主導(dǎo)產(chǎn)生的�！澳敲矗@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)這些問題，韓金林在本項(xiàng)研究中創(chuàng)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(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“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)新測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)稱分布，并且反對(duì)稱分布不再局限于內(nèi)銀河區(qū)域，而是充滿全部天空，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)果說明，銀暈中的磁環(huán)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(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�！表n金林說。(完)