在喷流中一窥星系团的磁场

风吟楼 2021-05-23

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翻译：甘林

校对：王靓

编排：张一帆

后台：库特莉亚芙卡李子琦徐⑨坤胡永葳

原文链接：

https://www./news/science/2021/20210506-cfca.html

原标题：直角弯曲的喷射物描绘出了星系团的磁场结构

2021年5月6日发布于《自然》杂志上的一项研究通过电波干涉仪的观测，详细地捕捉到了从星系中心喷出的喷射物在星系团中弯曲的样子。另外，通过将观测结果与模拟结果进行比较，星系团中的磁场结构被清晰地描绘出来。这是在高分辨率观测和精密计算的协作下取得的重要成果。

用电波干涉仪观测到的喷射物的形状。从上到下喷出的喷射物的形状在中途会向左右弯曲，特别是在左边呈细长延伸的结构。

图片来源：Chibueze, Sakemi, Ohmura et al.

利用“Aterui II”进行模拟实验得到的喷射物与星系团磁场相互作用的结果。

橙色到蓝色的部分表示气体的速度，橙色越浓速度越快。黄色的线表示磁力线。

图片来源：大村匠、町田真美、中山弘敬、国立天文台４次元デジタル宇宙プロジェクト（日本国立天文台四维数字宇宙项目）

宇宙中普遍存在着磁场。磁场对星系中心的黑洞喷出的喷射物起到了加速和约束的重要作用，磁场的研究对于理解天体中发生的现象来说是不可或缺的一部分。被电离气体充满的星系团之间反复碰撞，导致磁场增强，形成复杂的结构。但是磁场很难直接观测，详细的构造还不清楚。

天鸽座方向，距离6.4亿光年的星系团Abell3379是大大小小的星系团冲突碰撞的现场之一。由日本国立天文台和南非射电天文台等研究人员组成的国际研究团队，使用南非射电天文台使用的电波干涉仪“MeerKAT”观测了这个星系团。结果表明，小星系团中心的星系喷出的喷流在与冲突碰撞方向相同的方向，也就是平行于银河风的上方维持着弯曲成直角的细长形状，并且在银河风的下方也观测到了喷流。喷射物的弯曲一般是由星系团的风的走向来说明的，但是为了说明这样的特征，有必要考虑被银河团的风吹走以外的成因。

为了弄清这种喷射物形状的形成机理，研究团队利用日本国立天文台运营的天文学专用超级计算机“Aterui II”进行了模拟实验。结果表明，由于碰撞，大的星系团的磁场在与小的星系团的边界处被加强，如果认为喷射物向磁场的方向弯曲的话，就能很好地解释观测到的喷射物的形状特征。弯曲后的细窄喷射物射流也强烈暗示了边界磁场的存在。本次研究中，通过详细调查喷射物的形状，得到了直接观测难以观测到的磁场结构的新方法。研究小组计划，今后将利用即将开始建设的大型电波干涉仪“SKA (Square Kilometre Array)”等仪器，对类似的现象进行详细观测和解析。