威斯康星大学的研究人员开发了一种新的，更容易获得且更便宜的方法来测量星际磁场的拓扑结构和强度 - 它们穿过我们银河系内外的空间，代表着自然界中最强大的力量之一。 -Madison。

与重力一起，磁场在许多天体物理过程中发挥着重要作用 - 从恒星形成到搅动穿过星际空间的大量尘埃和气体云 - 支撑恒星，行星和星系的结构和组成。在银河系尺度上，磁场主导宇宙射线的加速和传播，并在传递热量和偏振辐射方面发挥重要作用。

更重要的是，银河磁场产生的极化辐射超过了宇宙微波背景(CMB)的数量级，这是宇宙初始时刻的遗留辐射。一些科学家认为，理解宇宙起源的下一个里程碑需要测量CMB的极化辐射。重要的是，解开地球和CMB之间的介入磁场的拓扑结构将是可靠地获得这些数据的必要步骤。

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但是，尽管它们具有重要性和普遍影响，但星际磁场代表了天体物理学的最终前沿之一。在很大程度上，人们对它们知之甚少，因为它们极难学习。

“在太空中研究磁场的方法非常有限，”亚利桑那州麦迪逊天文学教授亚历山大·拉扎里安解释说，他是星际介质的权威，星际之间看似空洞的空间实际上是物质丰富的由磁场夹带的全部或部分电离等离子体组成的扭曲，折叠和缠结的磁场。“我们对所有这些(天体物理)过程的理解都受到我们对磁场知识不足的影响。”

现在，大部分知识可能更容易掌握。在写日记，本周(2019年6月10日)天文宇宙，由威斯康星州的天体物理学家领导的一个国际研究小组演示了一个新的方法能够追踪磁场的方向在星际空间的漩涡中。

在报告的验证的概念天文宇宙建立在一系列发表在过去的两年Lazarian和他的学生理论和数值研究，并制定出一种全新的方法来映射空间磁场的纠结。

到目前为止，大部分磁场在漫射环境中的详细映射，例如太空中的尘埃云和气体云，都涉及红外偏振测量，仪器部署在平流层高空飞行的卫星或气球上。

这种新方法被称为速度梯度技术，非正式地称为“威斯康星技术”，它使用以前从各种地面望远镜收集的观测数据，超越了将仪器放入太空的需要，这是天文学家昂贵且有限的资源。在对导电液体中磁场湍流的研究的基础上，Lazarian和他的学生设计了新的统计方法，使用从地面进行的常规光谱观测来测量磁场的拓扑结构。

在大多数情况下，红外光被地球大气吸收，这就是为什么传统的磁场测量需要放置在长时间，高空气球飞行中或在卫星上方的望远镜。例如，近年来，利用普朗克卫星收集了许多新的星际磁场测量数据，该卫星是一个具有红外功能并于2009年至2013年投入使用的欧洲空间天文台。

将新的威斯康星技术应用于许多星际分子云，其磁场先前由普朗克卫星测量，Lazarian和他的学生能够使用现有的地面观测生成高分辨率地图。

“该技术提供的分辨率的磁场图与普朗克任务所获​​得的地图相当，”Lazarian说，“它利用研究人员为其他目的收集的光谱观测结果。鉴于该技术利用了地面望远镜和干涉仪的数据，磁场图的分辨率可以得到显着提高。“

除了确定星际磁场的方向之外，新方法还可以精确地确定场的强度，直到地图上的每个像素。“这表明，威斯康星州的技术可以通过使用现有的地面望远镜彻底改变对恒星形成的磁效应的研究，而无需等待在不久的将来具有更高分辨率的新的基于太空的极化任务，”拉扎里安说。

Lazarian补充说，这项新技术也为三维磁场地图的开发打开了一扇独特的窗口，这项工作已在Lazarian及其学生Diego Gonzales Casanova 在天体物理学杂志上发表的相应论文中得到证实。

为了将新技术的能力与传统的偏振测量技术进行对比，Lazarian和他的团队，包括UW-Madison物理学研究生岳虎和天文学研究生Ka Ho Yuen，新自然天文学报告的主要作者，采用了他们的新方法来制作史密斯云的第一个磁场地图，一个神秘的原子氢云，似乎正在撞到银河系的圆盘上。之前对云的磁场进行测绘的努力因其弱红外发射，沿着同一视线遮挡灰尘和银河原子氢而受挫。

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