幾個世代以來，科學家一直在研究恆星和行星，以便更好地了解我們的星係是如何運作的。現在，喬安妮布朗博士專注於繪製我們根本看不到的東西：銀河系的磁場。
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。”
銀河系磁場的新數據和模型
本月，布朗和他的同事發表了兩項年度新研究 天體物理學雜誌 和 天文物理學期刊增刊系列。這些論文共同提供了可供世界各地天文學家使用的完整數據集，以及旨在了解銀河系磁場如何隨時間演變的新模型。
為了收集數據，該團隊依賴加拿大國家研究委員會的不列顛哥倫比亞省多明尼恩射電天文物理觀測站的新型射電望遠鏡。該儀器使他們能夠以多個無線電頻率掃描北方天空，從而詳細了解星系磁場的結構。
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。”
其結果是作為全球磁離子介質調查 (GMIMS) 的一部分收集的高品質、全面的數據集，這是一項對銀河系磁場進行成像的國際努力。
追蹤法拉第在銀河系中的旋轉
研究人員測量了一種稱為法拉第旋轉的現象來追蹤磁場。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，導致波發生變化。
「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。”
透過分析無線電訊號的這些微妙變化，研究小組能夠繪製出銀河系大部分地區磁場的組織方式。
人馬座臂的對角線磁反轉
在第二項研究中，布斯重點關注了銀河系的一個顯著特徵，即人馬座臂，與銀河係其他部分相比，這裡的磁場方向相反。
「如果你從上方觀察星系，你會發現整體磁場是順時針旋轉的，」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！’”
根據 Ordog 的發現，布斯使用新收集的資料集建立了一個三維模型來解釋這種逆轉。
「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。
