银河磁场在银河系的演化中起着重要作用

但其小规模行为仍然鲜为人知。还不清楚它是否会渗透到银河系的光环中。由位于德国波恩的马克斯·普朗克射电天文学研究所的费德里科·阿贝特(Federico Abbate)领导的国际研究小组利用晕球状星团47 Tuc中的脉冲星观测结果，在米兰比可卡大学和卡利亚里的INAF天文观测所开展了这项工作，可以首次以几光年的尺度探测银河磁场。他们在簇的方向发现了意外的强磁场。该磁场垂直于银河盘指向，并且可以通过与银河风的相互作用来解释。

研究结果发表在本周的《自然天文学》上。

47 Tucanae，或通常称为47 Tuc，是肉眼可见的壮观球状星团，在靠近小麦哲伦星云的南部天空“ Tucana”星座中可见。1990年，在澳大利亚使用Parkes 64米射电望远镜发现了这个星团中的第一个脉冲星，不久又发现了同一台望远镜。目前，在47个Tuc中有25个脉冲星。由于这个原因，对脉冲星天文学家来说，这个研究得很好的球状星团也成为最重要的星团之一。

脉冲星是周期性的来源，允许天文学家测量所谓的色散量度，它是单个脉冲在不同频率处到达时间的延迟。该延迟与沿着从脉冲星到地球的路径上的自由电子的密度成比例。马克斯·普朗克射电天文学研究所的Paulo Freire说：“在2001年，我们注意到星团远端的脉冲星具有比近端更高的弥散度，这意味着星团中存在气体。” (MPIfR)领导了47个Tuc上的多个研究项目。

使47 Tuc更加有趣的是，该星团位于银河系晕轮中相对不受干扰的区域中，距离约为15,000光年。光环环绕银河盘，并拥有很少的恒星和非常少量的气体。“这个星团中的脉冲星可以使我们对银河晕中的磁场的大规模几何学有独特而空前的见解。”论文的主要作者费德里科·阿贝特(Federico Abbate)说，他现在在MPIfR工作，他在攻读博士学位期间进行了分析。在米兰比可卡大学和INAF卡利亚里天文台上。

了解银河磁场的几何形状和强度对于绘制完整的银河图至关重要。磁场会影响恒星的形成，调节高能粒子的传播，并有助于确定银河系气体从磁盘流向周围光晕的银河规模流出。尽管它们很重要，但银河系光晕中磁场的大范围几何形状仍不完全清楚。

磁场不是直接可观察到的，但是科学家利用它们对渗透到银盘上的低密度等离子体的影响。在这种等离子体中，电子从原子核中分离出来，它们的行为就像小磁铁。电子被磁场吸引，并被迫绕过磁力线，发出称为同步加速器辐射的辐射。除了发射自己的辐射，自由电子还在穿过等离子体的极化辐射上留下特殊的特征。极化辐射的电磁场始终沿相同的方向振荡，磁化介质中的电子将在不同的频率下使该方向旋转不同的量。这种效应称为法拉第旋转，只能在射频下测量。

极化无线电发射的观测很好地限制了等离子体足够密集的银河系磁盘中的磁场。但是，在银河晕中，等离子体密度太低而无法直接观察到这种影响。因此，光晕中的磁场的几何形状和强度是未知的，模型预测该磁场可以与磁盘平行或垂直。在其他星系中的观测结果表明，存在从磁盘到光晕的磁化流出。它也可以解释银河系中的漫射X射线发射。

最近在澳大利亚的Parkes射电望远镜上对47 Tuc脉冲星的观测也能够测量其极化无线电发射和法拉第旋转。这些揭示了球状星团中存在的磁场出奇地强-实际上如此之强，以至于球状星团本身无法维持磁场，而是需要位于银河晕中的外部源。垂直于银河盘的磁场方向与银河风的方向兼容。银河风和星团的相互作用形成了一种冲击，将磁场放大到所观察到的值。

这项工作揭示了一种研究银河晕磁场的新技术。该集群是南非创新型MeerKAT射电望远镜的理想观测目标。“在不久的将来，MeerKAT望远镜将极大地改善极化测量，并可能不仅确认银河风的存在，而且还会限制其性质，”参与球状星团的INAF卡利亚里天文台的Andrea Possenti说。与MeerKAT和MPIfR一起进行脉冲星的努力。此外，这种强大的望远镜，尤其是它向平方公里阵列(SKA)的进一步发展，具有观察晕圈中其他球状星团的能力。并证实结果。

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