LOFAR深场：探测ELAIS-N1中微弱的银河系偏振辐射

我们展示了首个在低射电频率下对银河系同步辐射的深层偏振研究。我们的研究基于使用低频阵列（LOFAR）在 114.9 至 177.4 MHz 频率上对欧洲大天区红外空间天文台巡天-北1（ELAIS-N1）场的 21 次观测。这些数据是 LOFAR 两米巡天深场数据发布 1 的一部分。我们使用了该发布中极低分辨率（$4.3'$）的 Stokes QU 数据立方体。我们应用旋转测度（RM）合成来分解法拉第深度上偏振结构的分布，并应用互相关 RM 合成来对齐不同观测在法拉第深度上的一致性。我们将约 150 小时的 ELAIS-N1 观测图像叠加，生成了迄今在低射电频率下最深的法拉第立方体，专为银河系同步辐射及其中介磁电离星际介质研究而定制。该法拉第立方体覆盖天空约 $\sim36~{\rm deg^{2}}$，偏振强度噪声为 $27~{\rm \mu Jy~PSF^{-1}~RMSF^{-1}}$。与基于五至八小时观测的单个数据立方体相比，噪声改善了约叠加数据立方体数量的平方根倍（$\sim\sqrt{20}$），符合预期。我们在叠加立方体中探测到先前未检测到的微弱弥漫偏振辐射成分。此外，我们验证了基于卫星的总电子含量测量估计的电离层法拉第旋转修正的可靠性约为 $~0.05~{\rm rad~m^{-2}}$。我们还证明弥漫偏振辐射本身可用于相对于参考观测计算电离层法拉第旋转修正。