LOFAR 对 3C196 场星际介质观测中的线偏振结构

本研究旨在表征 LOFAR 对 3C196 场星际介质 (ISM) 观测中的线偏振结构，3C196 场是 LOFAR 宇宙再电离时代关键科学项目的主要观测场之一。我们使用 LOFAR 的高频天线 (HBA) 对该区域进行成像，并使用旋转量 (RM) 合成技术来解析 Faraday 深度上的偏振结构分布。探测到的银河系辐射的亮温度在偏振强度上为 $5-15~{\rm K}$，在 Faraday 深度上覆盖了从 -3 到 +8 ${\rm rad~m^{-2}}$ 的范围。最有趣的形态特征是在 $+0.5~{\rm rad~m^{-2}}$ 的 Faraday 深度处有一条引人注目的笔直纤维状结构，它从北向南延伸，正好穿过该场的中心并平行于银河系平面。还有一个有趣的线偏振消波渠系统，在显示 Faraday 谱峰值的图像中十分显眼。我们使用 Westerbork 综合孔径射电望远镜 (WSRT) 在 350 MHz 下对同一区域进行了成像。我们首次在 150 和 350~${\rm MHz}$ 下制作的 RM 数据立方体中看到了一些共同的形态。干涉仪数据中没有总强度弥漫辐射的迹象，这与较高频率的结果和以往的 LOFAR 观测结果一致。基于我们的结果，我们确定了 ISM 的物理参数，并提出了一个简单的模型来解释观测到的介入磁离子介质的分布。平均视线方向磁场分量 $B_\parallel$ 被确定为 $0.3\pm0.1~{\rm \mu G}$，其在整个 3C196 场上的空间变化为 $0.1~{\rm \mu G}$。该纤维状结构可能是 ISM 中的一个电离纤维体，位于本地气泡内的某处。与其周围环境相比，该纤维状结构显示出热电子密度的过剩（$n_e B_\parallel>6.2~{\rm cm^{-3}\mu G}$）。