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科学家是否绘制出太阳附近星际磁场结构和星际物质分布图了?

由芬兰图尔库大学物理和天文学系领导的一个国际研究小组,绘制了太阳附近的星际磁场结构和星际物质分布图,这项研究成果已发表在备受尊敬的欧洲期刊《天文学与天体物理学》期刊上。

由芬兰图尔库大学物理和天文学系领导的一个国际研究小组,绘制了太阳附近的星际磁场结构和星际物质分布图,这项研究成果已发表在备受尊敬的欧洲期刊《天文学与天体物理学》期刊上。磁场在恒星和行星系统形成过程中起着重要的作用,这项由Vilppu Piirola博士和Andrei Berdyugin博士领导的研究,基于高精度的偏振测量。通过星际云的星光,被磁场排列的尘埃粒子散射而偏振。

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偏振意味着电磁振荡在垂直于光运动方向的特定方向上更强,尺寸小于1微米的细长小尘埃颗粒,对准基于与指南针对准地球磁场的相同现象,尽管这是一个更复杂的过程。使这项研究特别有意义的是,它与星际边界探测器(IBEX)轨道器获得的结果相联系,该轨道器被送去探索太阳和太阳附近磁场之间的相互作用。太阳及其磁场与周围的星际物质相互作用,太阳风产生了所谓的局部气泡,物质密度很低,只有很少的尘埃存在。

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星际边界探测器的任务是观察太阳日光层和星际空间之间的界面,以及太阳风实际上停止的物质。星际边界探测器通过观测穿过日球层边界的高能中性原子(例如中性氢)来接收星际磁场(ISMF)的信息。然而,只有通过偏振测量才能准确地确定星际磁场方向。图尔库大学托拉天文台已经为这些类型的测量开发了偏振探测灵敏度在0.001%或更高水平(十万分之一)的高精度设备。新发表的这项研究使用了四个望远镜:

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两个在夏威夷(Mauna Kea和Haleakala天文台),一个在拉帕尔马(北欧光学望远镜),一个在南半球的塔斯马尼亚大学格林希尔天文台。观测揭示了有趣的磁丝结构,既有太阳系相对于周围星际空间移动的方向(日光层‘鼻子’),也有相反的方向(日光层‘尾巴’)。这些磁丝形成带状弧形,其中尘埃粒子和星光偏振与磁场方向一致。太阳附近(d<50pC)磁场定向星际尘埃产生的线偏振,研究还寻了找来自恒星周过程的内在效应,特别是在偏振可变性和波长依赖性方面。

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研究目标是探测和绘制尘埃云,这些尘埃云导致通过星云的星光偏振量在统计上是显著的,并根据观测到的偏振位置角确定星际磁场的方向。高精度宽带(BV-R)偏振观测是由F-G级的361颗恒星组成,探测灵敏度在10?5(0.001%)或更高的水平上。样本包括在莫纳克亚2.2米UH88望远镜观测到的6-9等125颗恒星,在哈莱卡拉的日本(Tohoku)T60望远镜观测到3-6等的205颗恒星,以及塔斯马尼亚格林希尔天文台1.27米H127望远镜观测的31颗4-7等恒星。

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在361颗恒星的总样本中,有115颗恒星的偏振具有统计学意义(>3σ),有178颗恒星的σ探测>2。基于这些数据偏振图显示了偏振位置角的丝状图案,这与日球层几何形状、附近云的运动学和星际边界探测器带状磁场都有关。从长期的多次观测来看,一些(~20)恒星在10?5水平上显示出内在变异性的证据。这可以归因于星际效应(例如碎片盘和色球活动)。恒星HD 101805表现出一种特殊的波长依赖性,表明散射粒子的尺寸分布不同于典型星际介质的尺寸分布。

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