圖片來源：Villanova University/Paré, Karpovich, Chuss (PI)
我們的銀河系形成於130多億年前，那時，某朵在宇宙中飄蕩的塵埃雲在自身引力的作用下向內坍縮，隨之產生的熱量和壓力將其緩慢地轉變為繁多的恆星和行星……整個過程大致如此。關於銀河系起源的細節我們仍不甚明瞭，對這一古老過程的研究也舉步維艱。
不過，一幅銀河系中心及其磁場的新影像為科學家提供了全新的視角，讓他們得以細緻地探究促使銀河系誕生的力量。來自世界各地的研究人員花費四年時間，收集並整合了天文望遠鏡的資料，這些資料呈現了距地球500光年外的星際塵埃如何與銀河系磁場相互作用。該專案的首席研究員、美國維拉諾瓦大學的物理學家戴維·T.楚斯（David T. Chuss）表示，這是我們人類首次以如此高的解析度繪製的銀河系磁場地圖。
楚斯及其團隊使用索菲亞平流層紅外天文臺（Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy，簡稱SOFIA）研究星際塵埃，這是美國航空航天局（NASA）的機載望遠鏡，由一架民航飛機改裝而來，其飛行高度約為13.7千米。磁場會導致塵埃發射的紅外光偏向特定的方向，賦予光波一種被稱作偏振的特性，因此測量這種偏振便可以揭示塵埃附近的磁場。
美國維拉諾瓦大學的物理學家迪倫·帕雷（Dylan Paré）和同事將天文望遠鏡資料轉換為便於肉眼觀察的格式，另外，當時還是本科生的凱特琳·卡爾波維奇（Kaitlyn Karpovich）利用其他望遠鏡觀測到的關於塵埃溫度和分佈的資料為這幅圖片製作了彩色背景。
圖中不同的顏色代表不同的粒子溫度：藍色和紫色分別代表冷塵埃和暖塵埃，黃色則代表熱氣體。細小的灰色漩渦線代表磁場。楚斯表示，“至今我仍震驚於圖中磁場的複雜性。儘管我經常盯著這幅圖看，但仍會不時發現新東西。”
美國加州理工學院的天文學家羅伯塔·帕拉迪尼（Roberta Paladini）則認為，深入研究銀河系中的塵埃能夠揭示引力和磁場之間複雜的相互作用，從而幫助科學家查明塵埃云何時，以及為何會坍縮為恆星。她表示，“當引力和磁力達到平衡時，塵埃雲不會坍縮；但在某一個時刻，引力總會超過磁力（並導致坍縮）。研究磁場能幫我們瞭解塵埃雲坍縮以及恆星形成的歷史。”
本文選自《環球科學》2024年7月刊前沿
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