对中性星际介质各相之间磁场相对无序度的新约束

利用 Planck 353 GHz 极化尘埃发射图和新的中性氢（HI）冷中性介质（CNM）比例（$f_\mathrm{CNM}$）大天区图，我们研究了弥漫高银纬（$|b|>30^{\circ}$）天区中尘埃极化比例（$p_{353}$）与 $f_\mathrm{CNM}$ 之间的关系。我们发现 $p_{353}$ 与 $f_\mathrm{CNM}$ 之间的相关性在性质上不同于 $p_{353}$ 与 HI 柱密度（$N_\mathrm{H\,I}$）的关系。在低柱密度（$N_\mathrm{H\,I}<4\times10^{20}~\mathrm{cm^{-2}}$）处，$p_{353}$ 与 $N_\mathrm{H\,I}$ 不相关，却存在强烈的 $p_{353}$ 与 $f_\mathrm{CNM}$ 正相关。我们使用数据驱动模型拟合 $p_{353}$-$f_{\rm CNM}$ 相关性，以约束沿视线方向各相之间磁场无序度。我们认为，暖中性介质（WNM）相对于 CNM 增加的磁场无序度最能解释弥漫区域中的 $p_{353}$-$f_\mathrm{CNM}$ 正相关。将 CNM 关联的尘埃柱建模为最大极化状态，极化比例为 $p_{\rm CNM} \sim$ 0.2，我们发现 WNM 关联的尘埃柱的最佳拟合平均极化比例为 0.22$p_{\rm CNM}$。该模型进一步表明，非 CNM 柱中与 $f_{\rm CNM}$ 相关的显著部分（平均占 HI 质量的额外约 18.4%）也更具磁有序性，我们推测这部分额外的柱与不稳定介质（UNM）相关。我们的结果构成了对星际介质中性相之间磁场平均相对无序度的新大天区约束，并与更具磁排列的 CNM 柱从无序 WNM 中形成的物理图像相一致。