在银河系深处，一股无形的力量正悄然维系着一切——那便是它的磁场。如今，研究人员绘制出了迄今最详尽的银河系磁场结构图谱之一，揭示了这股贯穿星系的磁力流动中出人意料的曲折轨迹。
"如果没有磁场，星系将因引力而坍缩，"卡尔加里大学物理与天文学系教授布朗表示。"我们需要了解银河系磁场现在的样子，才能创建精确的模型来预测它未来将如何演化。"
新的银河系磁场数据与模型
本月，布朗与她的同事在《天体物理学杂志》和《天体物理学杂志增刊》上发表了 two 项新研究。这些论文共同介绍了一个全球天文学家可用的完整数据集，以及一个旨在增进理解银河系磁场如何随时间演化的新模型。
为了收集数据，该团队依赖于加拿大国家研究委员会设施——不列颠哥伦比亚省自治领射电天体物理台的一台新型射电望远镜。该仪器使他们能够以多种射电频率扫描北天，详细观测星系磁场的结构。
"广阔的覆盖范围确实能让你深入了解磁场结构的细节，"第一篇研究的主要作者安娜·奥尔多格博士说。
其成果是作为全球磁电离介质巡天（GMIMS）——一项绘制银河系磁场的国际努力——的一部分，收集到的高质量、大范围数据集。
追踪银河系中的法拉第旋转
研究人员测量了一种称为法拉第旋转的现象来追踪磁场。这种效应发生在无线电波穿过充满电子和磁场的区域时，导致电波发生偏转。
"你可以把它想象成折射。由于光与物质的相互作用，玻璃杯中的吸管看起来是弯曲的，"与布朗合作的博士生、第二项研究的主要作者丽贝卡·布斯说。"法拉第旋转是一个类似的概念，但它是太空中的电子和磁场与无线电波的相互作用。"
通过分析这些无线电信号中的细微变化，该团队能够绘制出磁场在星系广阔区域中的分布情况。
人马臂中的对角线磁场反转
在第二项研究中，布斯聚焦于银河系内一个被称为"人马臂"的显著特征，该处的磁场方向与星系其他部分相反。
"如果你能从上方俯瞰星系，整体磁场是顺时针方向的，"布朗说。"但是，在人马臂中，它是逆时针方向的。我们之前不明白这种转变是如何发生的。然后有一天，安娜带来了一些数据，我说，'哦，我的天哪，反转是对角线状的！'"
基于奥尔多格的发现，布斯利用新汇编的数据集构建了一个解释这种反转的三维模型。
"我的工作提出了一个关于磁场反转的新三维模型。从地球上看，这就会呈现为我们从数据中观测到的对角线模式，"布斯解释道。