天文学家创建了银河系及其他地区的新微波地图

一个国际科学家团队使用在微波范围内观察天空的望远镜成功绘制了我们银河系的磁场图。这项新研究发表在皇家天文学会月刊上。

该团队使用了位于加那利群岛特内里费岛泰德天文台的 QUIJOTE (QUI JOint TENerife) 协作。这包括两个 2.5 m 直径的望远镜，它们在电磁波谱的微波部分观察天空。

在加那利群岛天文研究所 (IAC) 的领导下，地图绘制始于 2012 年。近十年后，该合作组织发表了一系列 6篇科学文章，对银河系发射的偏振进行了迄今为止最准确的描述微波波长的方式。偏振是横波(例如光波)的一种特性，它指定波的振荡方向并表示磁场的存在。

这些研究补充了早期致力于研究宇宙微波背景辐射 (CMB) 的太空任务，宇宙微波背景辐射是大爆炸留下的化石辐射，它提供了对宇宙早期历史的详细洞察。

除了绘制银河系的磁结构图，QUIJOTE 数据在其他场景中也被证明是有用的。新数据也是研究异常微波发射 (AME) 的独特工具，这是一种 25 年前首次检测到的发射。AME 被认为是由星际介质中非常小的尘埃颗粒的旋转产生的，这些尘埃颗粒往往因银河磁场的存在而定向。

新的结果使团队能够获得有关银河系磁场结构的信息，并有助于了解发生在宇宙诞生附近的能量过程。为了测量那个时候的信号，科学家们需要首先消除与我们银河系相关的辐射面纱。QUIJOTE 提供的新地图正是这样做的，让我们能够更好地理解这些来自更广阔宇宙的难以捉摸的信号。

QUIJOTE 的地图还允许研究最近从我们银河系中心检测到的过量微波辐射。这种发射的起源目前尚不清楚，但它可能与暗物质粒子的衰变过程有关。通过 QUIJOTE，该团队证实了这种过量辐射的存在，并找到了一些证据表明它可以被极化。

最后，QUIJOTE 的新地图允许对 700 多个无线电和微波发射源进行系统研究，包括银河系和河外起源，这意味着这些数据正在帮助科学家破译来自银河系以外的信号，包括宇宙微波背景辐射。

“这些新地图在 10 到 40 GHz 的新频率范围内提供了详细描述，补充了普朗克和 WMAP 等太空任务的地图”，QUIJOTE 合作组织的首席科学家 José Alberto Rubiño 评论道。“我们以前所未有的准确度描述了银河系的同步辐射。这种辐射是带电粒子在银河磁场中以接近光速的速度运动而发射的结果。这些地图是近 9,000 小时观察的结果，是研究宇宙磁性的独特工具”他补充道。

“我们发现的最有趣的结果之一是我们银河系的偏振同步辐射比想象的要多变”，坎塔布里亚物理学研究所 (IFCA) 的研究员 Elena de la Hoz 评论道。“我们获得的结果是一个参考，可以帮助未来的实验对 CMB 信号进行可靠的检测，”她补充道。

“科学证据表明，宇宙在大爆炸后的几分之一秒内经历了一个快速膨胀阶段，称为暴胀。如果这是正确的，我们将期望在研究宇宙微波的极化时发现一些可观察到的结果背景。测量这些预期的特征很困难，因为它们的振幅很小，而且还因为它们不如我们银河系的偏振辐射明亮。” Rubiño 指出，“然而，如果我们最终测量它们，我们将获得宇宙早期物理状况的间接信息，当时的能量等级远高于我们可以从地面获取或研究的能量等级。这对我们对基础物理学的理解有着巨大的影响。”

“QUIJOTE 的地图还允许研究我们银河系中心的微波发射。最近从该区域检测到过量的微波发射，其来源未知，但其起源可能与银河系的衰变过程有关暗物质粒子。通过 QUIJOTE，我们已经证实了这种过量辐射的存在，并发现了一些证据表明它可能会被极化。”

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