评估合成HI观测中Zeeman测量的磁场

Zeeman观测提供了对星际介质视线（Line-of-Sight，简称LOS）磁场的唯一直接探针。为评估其准确性和局限性，我们从磁流体力学模拟和理想化云模型生成合成HI Zeeman谱线，并使用两种互补方法分析所得的Stokes I和V轮廓。方法I使用Stokes V与dI/d{\nu}之间的经典关系来估计LOS平均磁场，对于代表性噪声水平为0.014 K的情况，实现了上限为16%的相对误差（68.27%置信区间的半宽）。方法II对Stokes I和V应用高斯分解，以估计分量级磁场，产生13%的相对误差，反映了此类Zeeman估计的固有不确定性。两种方法在均匀场条件下均能恢复原始场，并在湍流环境中保持稳健。方法I提供简单可靠的LOS平均场估计，而方法II虽较复杂，却提供了关于沿LOS磁场变化的统计信息。我们进一步表明，Stokes I和V的联合拟合通常优于顺序拟合，特别是在存在衰减的情况下。增加噪声八倍导致不确定性的增加较为温和，仅将其翻倍至26%的相对误差，而显著的光学深度仅对总体不确定性贡献微小。将这些方法应用于FAST对L1544星形成区的观测，我们确认了此前报告的LOS磁场强度，证明了Zeeman分析在此基准核心中的有效性。