基于多波段尘埃偏振的银河系中心磁场

我们利用 SOFIA/HAWC+ 和 JCMT/SCUPOL 获得的热尘埃偏振观测数据，绘制了银河系中心周围约 30 pc 区域的磁场（$B$-field）图，该区域涵盖了核周盘（CND）、小螺旋结构以及速度为 20 km s$^{-1}$ 和 50 km s$^{-1}$ 的分子云。我们将该区域 $^{12}$CO ($J\!=\!3\!\rightarrow\!2$) 跃迁的光谱分解为独立的云成分，发现不同波长观测到的偏振可能追踪的是沿视线方向完全不同的尘埃层。我们使用修正的 Davis-Chandrasekhar-Fermi 方法来测量投影在天球平面上的磁场强度（$B_{{}_{\mathrm{POS}}}$）。在 53 $\mu$m 处探测到的 CND 和小螺旋结构的平均 $B_{{}_{\mathrm{POS}}}$ 量级约为 $\sim\!2$ mG。在靠近银河系中心、位于 CND 内电离小空腔区域的 $B_{{}_{\mathrm{POS}}}\!\!\!<\!1$ mG，并向外增加。然而，216 $\mu$m 处的较长波长偏振似乎来自比 CND 更冷且位于其后方的尘埃层，其磁场强度约为 7 mG。沿小螺旋结构东臂的磁场强度最低，这也是唯一阿尔芬马赫数 $\mathcal{M}_{\mathrm{A}}>1$ 且质磁比 $\lambda\!\gtrsim\!1$ 的区域。这种观测到的弱磁场可能是观测分辨率较低的结果，即 CND 高密度团块中强湍流导致的纠缠磁场在观测波束尺寸内被平均掉了。