银河系磁场结构的最新研究

宇宙磁场起源和演化一直是天文学前线研究的长期未解之谜，虽然仍不知道磁场如何产生，但天文学家确信银河系有既有磁场结构。然银河系大尺度磁场结构，数十年来一直是许多天文学家的重大挑战。最近新研究揭示银河系银晕巨大的环状磁场结构，对宇宙射线的传播至关重要，且为星际介质物理过程提供重要约束。

以前研究，透过长期测量银河系脉冲星的偏振和法拉第效应，确定银河盘旋臂的磁场结构，电波观测也发现法拉第效应在银河盘面上下方向相反的对称性，证明银河系银晕的磁场有环状结构，且银河盘面上下的磁场方向相反，确定银河系磁场结构强度，也是数十年来天文学家的艰巨任务。天文学家怀疑电波观测看到的法拉第效应的相反对称性，可能仅由太阳附近星际介质产生，关键在证明银河系广大银晕的磁场在太阳附近之外是否有这种环状结构。

团队花近30年收集电波测量数据，透过测量大量脉冲星观测算出星际介质法拉第旋转，并校正剔除背景宇宙源，部分数据是由中国500米口径电波望远镜FAST提供。最后团队发现银河系银晕介质引起的法拉第旋转反向对称性遍布整个天空，从银河系中心到外围，代表大尺度对称性的环状磁场在银河系中心6,000~50,000光年半径范围内。这项研究提供银河系物理新理解，且是宇宙磁场研究的里程碑。

银河系银晕磁场结构示意图。（Source：NAOC）