发现了新的宇宙磁场结构：超气泡，巨型环和X形场

旋涡星系NGC 4217具有巨大的磁场，在这里显示为绿线。用于这种可视化的数据是由美国国家科学基金会的射电望远镜Karl G. Jansky超大型阵列（VLA）记录的。从侧面显示的银河系图像取自斯隆数字天空调查和基特峰国家天文台的数据。

星系NGC 4217中发现了新的宇宙磁场结构

超大气泡，巨型环和X形磁场结构–这个星系拥有丰富的形状。这样的结构如何形成是一个谜。一项新的研究提供了一些线索。

像我们的银河系这样的螺旋星系可能具有广阔的磁场。关于它们的形成有各种各样的理论，但是到目前为止，这个过程还没有被很好地理解。一个国际研究小组现已根据射电天文观测，对银河系NGC 4217的磁场进行了详细分析，并发现了未知的磁场结构。数据表明，恒星形成和恒星爆炸（所谓的超新星）是造成可见结构的原因。

波鸿鲁尔大学的叶琳娜·斯坦（Yelena Stein）博士，斯特拉斯堡天文学中心和马克斯·普朗克射电天文学所领导的研究小组与美国和加拿大的同事一起在《天文学与天体物理学》杂志上发表了他们的报告，于2020年7月21日在线发布。

分析的数据已编入“附近星系中的连续光晕”项目，该项目利用无线电波测量了35个星系。“银河NGC 4217令我们特别感兴趣，”叶琳娜·斯坦（Yelena Stein）解释说。叶琳娜·斯坦因曾在拉尔夫·于尔根·德特玛（Ralf-JürgenDettmar）教授的带领下在波鸿鲁尔大学天文学系主持研究，目前在斯特拉斯堡天文学中心工作。NGC 4217与银河系相似，距离大熊座大约只有6700万光年，这意味着离它很近。因此，研究人员希望将他们的一些发现成功地转移到我们的家庭银河系中。

磁场和恒星形成的起源

在评估NGC 4217的数据时，研究人员发现了几种非凡的结构。该星系具有X形磁场结构，该结构在其他星系中也观察到，从星系盘向外延伸得很远，即超过20,000光年。

除了X形外，研究小组还发现了一个螺旋结构和两个大气泡结构，也称为超级气泡。后者起源于许多大质量恒星爆炸成超新星的地方，也来自形成恒星并在此过程中散发恒星风的地方。因此，研究人员怀疑这些现象之间存在联系。

该研究的作者之一，波恩射电天文学MPI的Rainer Beck博士指出：“令人着迷的是，每当使用射电极化测量时，我们都会在每个星系中发现意想不到的现象。”“在NGC 4217中，它是巨大的磁性气泡和螺旋磁场，其向上盘旋到银河系的光晕中。”

该分析还揭示了整个银河系磁场中的大环结构。“这是以前从未观察到的，” Yelena Stein解释说。“我们怀疑这些结构是由恒星形成引起的，因为在这些点上，物质是向外喷射的。”

该图显示了磁场结构

为了进行分析，研究人员结合了不同的方法，使他们能够沿视线和垂直方向可视化银河的有序和混沌磁场。结果是结构的全面图像。

为了优化结果，Yelena Stein将通过射电天文学评估的数据与在可见光范围内拍摄的NGC 4217图像相结合。斯坦因强调说：“可视化数据对我来说很重要。”“因为当您想到星系时，磁场并不是想到的第一件事，尽管它们可能是巨大的并显示出独特的结构。该图像应该将磁场更多地转移到焦点上。”

参考：“ CHANG-ES XXI。NGC 4217的传输过程和X形磁场：偏心超气泡结构”，作者：Y。Stein，R.-J。 Dettmar，R。Beck，J。Irwin，T.Wiegert，A.Miskolczi，Q.D.Wang，J.English，R.Henriksen，M.Radica和J.-T.李，2020年7月21日，天文学与天体物理学。
10.1051/0004-6361/202037675

图片积分：斯特拉斯堡天体研究中心（CDS）的耶琳娜·斯坦因（Yelena Stein）的合成图像，由Jayanne English（曼尼托巴大学）赞助。Yelena Stein和Ralf-JürgenDettmar（鲁尔大学波鸿分校）的VLA无线电数据。观测结果是“邻近星系中的连续光晕”项目的一部分-由加拿大皇后大学的Judith Irwin领导的EVLA调查（CHANG-ES）。光学数据来自斯隆数字天空调查（www.sdss.org）。电离氢数据（红色）来自基特峰国家天文台的0.9m望远镜，该望远镜由新墨西哥大学的Richard J. Rand收集。跟踪磁场线的软件代码改编自鲁尔大学的Arpad Miskolczi提供的线性积分卷积代码。

资金：该研究由汉斯·博克勒基金会和德国研究基金会（DFG研究单位1254）资助。数据是从Sloan Digital Sky Survey III（由Alfred P. Sloan基金会和参与机构，美国国家科学基金会和美国能源部科学技术办公室资助）以及Wide-Field Infrared Survey Explorer（由Alfred P. Sloan基金会和参与机构资助）获得的。国家航空和航天局。国家射电天文台（NRAO）是NSF的一个机构，由美国联合大学（Associated University，Inc.）合作达成协议。