09.23 我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:銀河系中的塵埃,以較深和較紅的顏色顯示,是新恆星形成的區域。這些塵土飛揚的區域與我們銀河系中的磁場相關,因此背景光以可測量的方式被極化。

在人眼中,銀河似乎只是恆星和擋光的塵埃的混合物。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:一張銀河系和周圍天空的恆星密度圖,清晰地顯示了銀河系、大麥哲倫星雲和小麥哲倫星雲(我們最大的兩個衛星星系),如果你仔細觀察,NGC104在SMC的左邊,NGC6205在銀河系核心的上面和左邊,NGC7078稍低。在可見光中,只有星光和遮光塵埃的存在被揭示出來,但其他波長有能力揭示迷人的信息結構,遠遠超出光譜的光學部分所能揭示的範圍。

然而,在額外的波長一瞥揭示了極其豐富,詳細的結構。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:這種銀河系的超精細視圖跨越許多不同波長的光,因此它可以揭示氣體、帶電粒子、許多類型的塵埃以及許多在微波和毫米波範圍內出現的其他信號。普朗克衛星為我們提供了這個波長範圍內最好的宇宙全天視圖。

觀測顯示,銀河系的前景信號與宇宙信號結合在一起,它們起源於大爆炸。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:普朗克衛星在九種不同波長的光中繪製了天空的全天圖,頻率從30ghz一直到857ghz:只能從太空觀測到的頻率。儘管銀河系的前景特徵非常突出,但普朗克的主要科學目標是分析背景光:宇宙微波背景。

利用許多不同波長的觀測,普朗克的科學家確定了許多星系前景的原因和來源。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:普朗克衛星在第一年的數據收集觀測中,它發現了銀河系的信號。普朗克現在已經10歲了,瞭解普朗克信號的哪些組成部分是星系與星系外,對於提取關於我們宇宙的正確信息至關重要。

銀河系的氣體、塵埃、恆星等造就了迷人的、可測量的結構。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:普朗克所看到的宇宙微波背景的波動。沒有任何重複結構的證據,儘管前景減法的準確性和綜合性存在一些不確定性,但普朗克數據在匹配和取代其他CMB觀測數據方面的成功,如COBE、Boomerang、WMAP,AFI 和其他人告訴我們,如果我們沒有走上完全正確的軌道,我們就非常接近了。

減去所有前景會產生宇宙背景信號,它具有微小的溫度缺陷。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:這張地圖是銀河系磁前景的地圖。等高線顯示了投射在天空平面上的磁場的方向,而亮/暗區域對應於星系發射的完全非偏振/完全極化區域。

但銀河系的前景並不是沒有用處,它是一張自己的地圖。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:銀河前景輻射的全天空地圖覆蓋著極化和磁場數據。這是第一張精確、高分辨率、全天空的星系磁場和前景結構地圖。

所有背景光都會被這些前景偏振,從而重建我們星系的磁場。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:中性氫(白線)與來自CMB(梯度)的極化數據的對齊是一個令人費解的驚喜,除非有額外的星系前景。理論上,只有電離氫才應該與極化數據一致。這是普朗克科學小組與其他測量數據(如從阿雷西博獲得的無線電鉛筆束數據)之間存在緊張關係的極少數觀測結果之一。

相當令人驚訝的是,中性氫似乎與CMB的極化方向一致。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖注:如黃色所示,一座熱氣體橋(由普朗克探測到)連接著星系團阿貝爾399和阿貝爾401。普朗克數據與x射線數據(紅色)和lofar射電數據(藍色)相結合,揭示了一個相對論電子橋,將這兩個相聚1000萬光年星系團連接在一起。這是我們宇宙中探測到的最大的磁場,顯示了普朗克能成功地重建磁場。

然而,遙遠星系的普朗克數據與重建的磁場非常吻合。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖注:銀河系(和其他)的前景和宇宙微波背景的當前模型。有一些證據表明,自由散射(來自自由電子)的建模不夠充分,但其他觀測表明,我們可能處於點位。這是一個小問題,但這個問題尚未最終解決。

科學家們繼續評估我們最佳前景模型的成功之處。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:我們銀河系許多區域之一的特寫鏡頭,最塵埃的區域顯示為紅色。暗紅色區域是新恆星形成的地方,顯示銀河系重建磁場的等高線說明了恆星形成區域與這些磁場的相互作用。

可以肯定的是,塵埃顆粒與這些巨大的磁結構有關。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:快速觀察星系的任何放大區域可以發現,在銀河系的尺度上,磁場不是相干和單向的,而只是單個星團的尺度上如此。除了幾十光年的距離尺度外,磁場翻轉和切換方向,由局部動力學而不是星系尺度的動力學主導。

這種聯繫是通過恆星形成的,它發生在這些被遮蔽的區域內。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:儘管這樣的圖像可能會讓你想起梵高著名的“星夜”畫作,但這根本不能說明大氣湍流,因為製作這幅圖像所用的數據100%來自太空。相反,這些線代表磁場和極化,它們以完全不同的方式照亮了宇宙。

星系外光不可避免地受到我們星系磁場的影響,使得這些美麗的地圖得以構建。

我們瞭解地球的磁場,銀河系的磁場是什麼樣的呢?

  • 圖:即使在直接指向遠離銀河系中心的方向上,我們銀河系的平面仍然包含塵埃、恆星形成區域,仍然產生自己的磁場,並且仍然使通過該空間區域的任何背景光偏振。為了理解宇宙,我們必須成功地對每一個組成部分進行建模和解釋。


分享到:


相關文章: