數百年來，天文學家一直在研究夜空，試圖理解塑造宇宙的力量。銀河系中最重要卻又看不見的力量之一是其磁場。現在，卡爾加里大學的研究人員正以前所未有的清晰度，揭示這個隱藏結構。

卡爾加里大學物理與天文學系教授布朗（Brown）表示：「沒有磁場，星系將因重力而崩塌。」

「我們需要知道星系磁場目前的樣貌，以便建立準確的模型來預測其演化。」

本月，布朗及其合作者在《天文物理期刊》和《天文物理期刊增補系列》發表了兩篇研究。他們的工作引入了一個主要的全新數據集，供全球天文學家使用，並提出了一個新的模型，解釋銀河系的磁場可能隨時間如何變化。

繪製銀河系磁場圖

為了進行這項研究，團隊依賴位於卑詩省的加拿大國家研究委員會營運的 Dominion Radio Astrophysical Observatory 的新望遠鏡。該儀器使科學家能夠在廣泛的無線電頻率範圍內survey北半球的天空。

第一項研究的主要作者，博士學位的安娜·奧爾多格（Anna Ordog）博士說：「廣泛的覆蓋範圍讓你能深入了解磁場結構的細節。」

這些觀測成為全球磁離子介質測繪計畫（GMIMS）的一部分，這是一項致力於以前所未有的細節繪製銀河系磁場圖的國際合作計畫。其結果是一個高品質的數據集，為科學家提供了對星系看不見的磁場環境更清晰的圖像。

研究人員透過測量一種稱為法拉第旋轉（Faraday rotation）的效應來收集數據，當無線電波穿過充滿電子和磁場的區域時，就會發生這種效應。

與布朗一起工作的博士候選人、第二項研究的主要作者麗貝卡·布斯（Rebecca Booth）解釋說：「你可以把它想像成折射。玻璃杯中的吸管看起來彎曲，是因為光與物質的相互作用。」「法拉第旋轉是類似的概念，但它是空間中的電子和磁場與無線電波相互作用。」

透過分析無線電波的這些變化，團隊能夠追蹤星系中隱藏的磁場結構。

人馬臂出現奇特的磁場逆轉

最令人驚訝的發現之一涉及人馬臂，這是銀河系中磁場方向似乎逆轉的區域。

布朗說：「如果你能從上方看星系，整體磁場是順時針旋轉的。」「但在人馬臂，它是逆時針旋轉的。我們不明白過渡是如何發生的。然後有一天，安娜帶來了一些數據，我說：『我的天啊，逆轉是斜的！』」

布斯隨後利用新收集的數據擴展了奧爾多格的發現。

布斯解釋說：「我的工作提出了一個新的三維磁場逆轉模型。從地球上看，這將表現為我們在數據中觀察到的對角線。」

這項發現為研究人員提供了關於銀河系隱藏磁場結構的重要新線索，並有助於科學家更好地理解星系如何隨時間演化。