SOFIA河外星系磁学(SALSA Legacy Program)--IV:项目概览与偏振分数首批结果

我们呈现了SOFIA河外星系磁学巡天(SALSA Legacy Program)的首次数据发布,包含14个邻近($<20$ Mpc)星系的HAWC+分辨成像偏振观测,波长从$53$到$214$ $\mu$m,分辨率$5-18$"($90$ pc $-$ $1$ kpc)。我们介绍河外星系磁学的定义与背景,并给出该项目的科学动机与样本选取。此处我们聚焦于发射偏振分数中的总体趋势。远红外偏振观测示踪星系盘中磁对齐尘埃颗粒的热偏振发射,在冷的($T_{\rm d} = [19,48]$ K)、致密的($\log_{10}(N_{\rm HI+H_{2}}) = [19.96,22.91]$)星际介质中偏振分数$P=0-15$%。旋涡星系在盘上的中位$\langle P_{154\mu m} \rangle = 3.3\pm0.9$%。我们报道了星暴星系首个偏振谱,显示在$89-154$ $\mu$m内有极小值。下降的$53-154$ $\mu$m偏振谱可能源于沿视线方向尘埃温度变化所产生的尘埃颗粒对齐效率降低。我们发现星暴星系以及正常星系内的恒星形成区具有最低的偏振分数。我们发现14个星系中有50%(7个)在$P-N_{\rm HI+H_{2}}$与$P-T_{\rm d}$关系中需要折断幂律,呈现三种不同趋势。第1组因星系外流、星暴环和星系内棒中磁场的压缩或剪切而产生各向异性随机B场的相对增加;第2组与第3组则由旋臂中恒星形成区驱动的各向同性随机B场相对增加,和/或激波驱动区或星系演化阶段引起的尘埃颗粒对齐效率增加所致。