數百年來，天文學家一直在研究夜空，試圖了解塑造宇宙的力量。銀河系內最重要但看不見的力量之一是它的磁場。現在，卡加利大學的研究人員正在對這一隱藏結構做出迄今為止最清晰的見解之一。
卡加利大學物理與天文學系教授布朗說：“如果沒有磁場，星係就會因重力而自行塌陷。”
“我們現在需要知道星系的磁場是什麼樣的，這樣我們就可以創建準確的模型來預測它如何演化。”
本月，布朗和他的合作者在《天文物理學雜誌》和《天文物理學雜誌增刊系列》上發表了兩項研究。他們的工作提供了一個可供世界各地的天文學家使用的重要的新資料集，以及銀河系磁場如何隨時間變化的新模型。
繪製銀河系磁場圖
為了進行這項研究，該團隊以不列顛哥倫比亞省多米尼恩射電天文物理觀測站的一台新望遠鏡為基礎，該觀測站由加拿大國家研究委員會管理。該儀器使科學家能夠以各種無線電頻率研究北方天空。
第一項研究的主要作者 Anna Ordog 博士說：“廣泛的覆蓋範圍使您能夠獲得有關磁場結構的詳細信息。”
這些觀測結果成為全球磁離子介質調查（GMIMS）的一部分，這是一項以前所未有的詳細程度繪製銀河系磁場地圖的國際努力。其結果是一個高品質的數據集，使科學家能夠更清晰地了解銀河係不可見的磁性環境。
追蹤法拉第在太空中的旋轉
研究人員透過測量一種稱為法拉第旋轉的效應來收集數據，當無線電波穿過充滿電子和磁場的區域時就會發生這種效應。
「你可以把它想像成折射。一杯水中的吸管會因為光與物質的相互作用而彎曲，」與布朗一起工作的博士生、第二項研究的主要作者麗貝卡·布斯(Rebecca Booth)說。 “法拉第旋轉是一個類似的概念，但它是空間中的電子和磁場與無線電波相互作用。”
透過分析無線電波的這些變化，研究小組能夠追蹤整個星系隱藏的磁性結構。
射手座手臂中奇怪的磁力反轉
最令人驚訝的發現之一是人馬座旋臂，這是銀河系中磁場似乎反轉的區域。
「如果你從上方觀察星系，你會發現整體磁場是順時針方向的，」布朗說。 「但在人馬座臂中，它是順時針旋轉的。我們不明白這種轉變是如何發生的。然後有一天，安娜帶來了一些數據，我當時就想，’天啊，逆對角線！’”
布斯利用新收集的數據擴展了奧多格的發現。
「我的工作提出了一種新的磁場反轉三維模型。從地球上看，它會顯示為我們在數據中觀察到的對角線，」布斯解釋道。
這項發現為研究人員提供了了解銀河系隱藏的磁性結構的重要新線索，並可以幫助科學家更好地了解星系如何隨時間演化。
