“这是一次旅程，而不是目的地”：令人惊叹的银河系中心地图揭示了我们银河系的新谜团

一幅令人惊叹的银河系中心磁场新图绘制了前所未见的特征，并提出了有关银河系中央引擎如何工作的新问题。

银河系是我们的家园星系，但我们对它到底了解多少呢？作为美国宇航局资助项目的一部分，维拉诺瓦大学研究人员领导的团队获得了银河系中心中央发动机的前所未见的视图。

银河系中心区域的新地图花了四年时间才完成，揭示了银河系中心的磁场与居住在那里的冷尘埃结构之间的关系。这些尘埃构成了恒星、行星以及最终我们所知的生命的组成部分。银河系的中央引擎驱动着这一过程。

这意味着更清晰地了解尘埃和磁相互作用可以更好地了解银河系以及我们在银河系中的位置。 该团队的发现还对我们的星系产生了影响，让我们了解尘埃和磁场如何在其他星系的中央引擎中相互作用。

了解恒星和星系如何形成和演化是生命起源故事的重要组成部分，但是到目前为止，尘埃和磁场在这个过程中的相互作用在某种程度上被忽视了，尤其是在我们自己的星系中。

研究小组负责人、维拉诺瓦大学物理学教授戴维·查斯（David Chuss）告诉《太空》杂志：“银河系中心和恒星之间的大部分空间充满了大量尘埃，这对我们银河系的生命周期很重要。” com. “我们看到的是这些冷尘埃颗粒发出的光，这些尘埃颗粒是由恒星中的重元素形成的，当这些恒星死亡和爆炸时就会分散。”

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银河系磁场的复杂图景

银河系的中心存在一个称为中央分子区的区域，其中充满了估计为 6000 万个太阳质量的尘埃。这个巨大的尘埃库的温度约为-432.7 华氏度（-258. 2 摄氏度）。这仅比绝对零（负 460 华氏度）高几度，绝对零是所有原子运动停止的假设温度。

位于银河系中心的还有更热的气体，它已被剥夺电子或“电离”，并以一种称为“等离子体”的物质状态存在。

查斯说：“对该区域的无线电波观测有这些美丽的垂直元素，它们追踪银河系中心热电离等离子体成分中的磁场。” “我们试图弄清楚这与冷尘埃成分有什么关系。

研究小组还想知道这些冷尘埃如何与银河系中心的磁场对齐，这也将揭示这些磁场的方向。这种取向被称为它们的“极化”。

Chuss 和同事获得了 NASA 的资助，利用平流层红外天文观测站 (SOFIA) 来调查这个尘土飞扬的中心区域，SOFIA 是一架乘坐波音 747 飞机在 45,000 英尺（13,716 米）高度绕地球飞行的望远镜。

该项目的远红外偏振大面积 CMZ 探索 (FIREPLACE) 通过 9 次飞行创建了一张横跨银河系中心约 500 光年的红外地图。

通过测量与磁场一致的尘埃发出的辐射的偏振，该团队推断出这些磁场本身的复杂结构。然后将其叠加到一张三色地图上，该地图显示粉红色的暖尘埃和蓝色的冷尘埃云。该图像还显示了黄色的无线电波发射丝。

“这是一次旅程，而不是目的地，但我们发现这是一件非常复杂的事情。银河系中心云层中的磁场方向各不相同，”查斯解释道。 “这是试图弄清楚我们在这些大型组织细丝上的无线电波中看到的场如何与银河系中心的其他动力学相关的第一步。”

Chuss 解释说，这种复杂的磁场图是他和 FIREPLACE 团队原本希望在新的 SOFIA 地图中看到的；这些观测结果与之前对银河系中心进行的小规模红外和射电波观测结果一致。然而，这张新地图的真正亮点在于其庞大的规模。它成功地揭示了一些以前从未绘制过的区域。融入其中的精美细节也令人惊叹。

“我认为我们还有很多工作要做才能最终得出结论。我认为有趣的事情之一是一些场似乎与无线电波中的细丝方向相同，其中一些似乎与盘中更远的灰尘的方向一致，”查斯说。 “这是一个诱人的暗示，也许我们星系盘中的大规模场和我们在银河系中心注意到的垂直场是相连的。”

他和团队将在未来两年内继续分析 SOFIA 数据，他希望这项工作能够激励理论家提出一些新模型来解释我们银河系中心正在发生的事情。

SOFIA 数据的预印本版本已发布在论文存储库 arXiv 上。

最初发布于Space.com。