一张宇宙磁场图——有史以来最大的一张——或许能帮助科学家深入探究宇宙中最主要也最神秘的力量之一。由澳大利亚国家科学机构 CSIRO 领导的全球团队,通过测量来自近 400 万个星系的光在星际空间中扭曲穿行时的变化,绘制出了这些磁场。
CSIRO 天文学家和天体物理学家 Alec Thomson 博士表示,地球、恒星、星系以及星系之间的物质都有磁场,因此这张图能让科学家研究关于宇宙物理学以及我们所在星系的根本问题。“我们实际上仍然不知道宇宙中的磁场是如何开始的,也不知道自大爆炸以来它们如何随时间变化。而这类地图有助于我们开始回答这些问题,并能够观察磁宇宙的细节。”
这部百科全书式的图表现已发表,名为“SPICE_RACS”(来自快速 ASKAP 连续巡天的河外源剪影中的光谱和偏振)。它得以实现,要归功于该国最强大的射电望远镜阵列——澳大利亚平方公里阵列探路者,位于西澳大利亚的 Inyarrimanha Ilgari Bundara 天文台。该仪器能够扫描广袤的天空区域,并深入遥远星系的远端。
论文作者之一、平方公里阵列天文台首席科学家 Naomi McClure-Griffiths 教授表示,此前绘制磁场的努力甚至没有覆盖南天。“过去 20 年来,我们基本上一直在使用同一套数据集,”她说,“现在,我们终于可以用更清晰的宇宙磁结构图来回答一些大问题了。”该数据集比之前的努力大五倍,且详细得多,现已向全球科学家开放,并由澳大利亚天文学会发表。
新南威尔士大学悉尼分校的天体物理学家 Lisa Harvey-Smith 教授(非论文作者)表示,太空中移动物体有两大力量——重力和电磁力。“我们对重力非常熟悉,因为它把我们拉向地球,让我们留在地球上,让地球绕太阳转,让月球绕地球转等等,”她说。电磁力是另一个主要成分。磁场是一种自然现象,用于磁铁和老式指南针导航,但也负责产生光和颜色。“地球实际上是一块磁铁,它产生自己无形的磁场,”她说,“这告诉我们哪边是北、哪边是南,非常方便。如果你把这个延伸到太空,我们就会发现其他物体也是磁铁。像恒星和星系这样的东西会产生磁场。事实上,当你观察太空中最空旷、最广袤的区域时,我们仍然能看到磁场。”
Harvey-Smith 说,这些数据作为“真正开放的资源供任何人使用”是“极好的”。“绘制地图的结果不是最终产品——最终产品将在未来几年内出现,科学家们会深入其中,对特定的恒星形成区或特定星系进行自己的研究。这张地图将带来许多发现。”