银河系,这个宏伟的星系,不仅是我们的家园,也是无数未解之谜的所在。美国国家航空航天局(NASA)资助的一个项目,让维拉诺瓦大学的研究团队带领我们深入探索银河系中心的神秘。他们用了四年的时间,绘制出了一幅新的银河系中心区域地图,揭示了银河系中心磁场与居住在那里的冷尘埃结构之间的紧密联系。这些尘埃是构成恒星、行星乃至我们所知生命的基础,而银河系的中心引擎则是推动这一切的动力源泉。
银河系的中心,是一个充满了尘埃的神秘空间,这些尘埃对银河系的生命周期发挥着重要作用。我们所能观测到的,是由恒星中的重元素生成的冷尘粒发出的微光。当这些恒星结束它们的生命,爆炸成超新星时,这些尘粒便被抛向宇宙空间。
在银河系的中心,有一个名为中央分子区的地方,那里聚集了约6000万太阳质量的尘埃。这个巨大的尘埃库温度极低,大约为零下258.2摄氏度,几乎接近绝对零度——所有原子运动停止的理论温度。除了冷尘埃,银河系中心还有温度更高的气体,它们的电子已经被剥离,形成了一种被称为“等离子体”的物质状态。
利用NASA资助的平流层红外天文观测台(SOFIA),丘斯教授及其同事在45000英尺的高空,用波音747飞机上的望远镜对尘埃中心区进行了研究。他们的远红外偏振大面积CMZ勘探项目通过九次飞行,绘制了一幅横跨银河系中心约500光年的红外地图。通过测量与磁场对齐的尘埃发出的辐射的偏振,他们推断出了这些磁场本身的复杂结构,并将其叠加到一张三色图上,显示了粉红色的暖色尘埃和蓝色的冷色尘埃云,以及黄色的无线电波发射丝。
丘斯教授指出,这次研究之旅并非终点,而是一个新的起点。他们发现银河系中心云层中磁场的方向各异,这是他们试图理解无线电波中观察到的磁场如何与银河系中心的其他动态相联系的第一步。这种复杂的磁场图与他们和FIREPLACE团队通过SOFIA地图预期看到的一致,观测结果也与之前对银河系中心进行的较小尺度红外和无线电波观测结果相符。这幅新地图的规模宏大,揭示了一些前所未见的区域,细节令人惊叹。
丘斯教授认为,他们还有许多工作要做才能得出最终结论。他发现,有些磁场似乎与无线电波中的细丝方向一致,有些则与盘中更远的尘埃方向一致。这暗示着银河系圆盘中的大尺度场可能与银河系中心注意到的垂直场有联系。
在接下来的两年中,他和研究小组将继续分析SOFIA数据,希望这项工作能启发理论家们提出新的模型,解释银河系中心正在发生的事情。这些发现不仅增进了我们对银河系的认识,也为探索宇宙的其他角落提供了新的视角。