銀河系中心的新視界:揭開中心引擎的神秘面紗,塵埃與磁場交響曲

葫蘆科普 2024-03-22 15:11:19

銀河系,這個宏偉的星系,不僅是我們的家園,也是無數未解之謎的所在。美國國家航空航天局(NASA)資助的一個項目,讓維拉諾瓦大學的研究團隊帶領我們深入探索銀河系中心的神秘。他們用了四年的時間,繪制出了一幅新的銀河系中心區域地圖,揭示了銀河系中心磁場與居住在那裏的冷塵埃結構之間的緊密聯系。這些塵埃是構成恒星、行星乃至我們所知生命的基礎,而銀河系的中心引擎則是推動這一切的動力源泉。

塵埃與磁場的相互作用對于我們理解銀河系乃至整個宇宙的構造至關重要。這些相互作用不僅幫助我們更准確地定位自己在銀河系中的位置,還爲我們提供了觀察其他星系中心引擎運作方式的窗口。盡管在恒星和星系的形成與演化過程中,塵埃與磁場的角色至關重要,但在過去,尤其是在我們自己的星系內,這一點常常被忽略。

銀河系的中心,是一個充滿了塵埃的神秘空間,這些塵埃對銀河系的生命周期發揮著重要作用。我們所能觀測到的,是由恒星中的重元素生成的冷塵粒發出的微光。當這些恒星結束它們的生命,爆炸成超新星時,這些塵粒便被抛向宇宙空間。

在銀河系的中心,有一個名爲中央分子區的地方,那裏聚集了約6000萬太陽質量的塵埃。這個巨大的塵埃庫溫度極低,大約爲零下258.2攝氏度,幾乎接近絕對零度——所有原子運動停止的理論溫度。除了冷塵埃,銀河系中心還有溫度更高的氣體,它們的電子已經被剝離,形成了一種被稱爲“等離子體”的物質狀態。

斯教授和他的團隊通過無線電波觀測,揭示了銀河系中心高溫電離等離子體部分的磁場中的美麗垂直元素。他們正在探索這些磁場與冷塵埃成分之間的關系,並研究這些冷塵埃如何與銀河系中心的磁場保持一致,這種一致性被稱爲“極化”。

利用NASA資助的平流層紅外天文觀測台(SOFIA),丘斯教授及其同事在45000英尺的高空,用波音747飛機上的望遠鏡對塵埃中心區進行了研究。他們的遠紅外偏振大面積CMZ勘探項目通過九次飛行,繪制了一幅橫跨銀河系中心約500光年的紅外地圖。通過測量與磁場對齊的塵埃發出的輻射的偏振,他們推斷出了這些磁場本身的複雜結構,並將其疊加到一張三色圖上,顯示了粉紅色的暖色塵埃和藍色的冷色塵埃雲,以及黃色的無線電波發射絲。

丘斯教授指出,這次研究之旅並非終點,而是一個新的起點。他們發現銀河系中心雲層中磁場的方向各異,這是他們試圖理解無線電波中觀察到的磁場如何與銀河系中心的其他動態相聯系的第一步。這種複雜的磁場圖與他們和FIREPLACE團隊通過SOFIA地圖預期看到的一致,觀測結果也與之前對銀河系中心進行的較小尺度紅外和無線電波觀測結果相符。這幅新地圖的規模宏大,揭示了一些前所未見的區域,細節令人驚歎。

丘斯教授認爲,他們還有許多工作要做才能得出最終結論。他發現,有些磁場似乎與無線電波中的細絲方向一致,有些則與盤中更遠的塵埃方向一致。這暗示著銀河系圓盤中的大尺度場可能與銀河系中心注意到的垂直場有聯系。

在接下來的兩年中,他和研究小組將繼續分析SOFIA數據,希望這項工作能啓發理論家們提出新的模型,解釋銀河系中心正在發生的事情。這些發現不僅增進了我們對銀河系的認識,也爲探索宇宙的其他角落提供了新的視角。
0 阅读:14

葫蘆科普

簡介:來自星星的小胖子