基于星际偏振微分分析的银道面磁场结构

提出了一种测量银道面全局磁场结构的新方法。我们测定了近期在银道面方向巡天中发现的52颗造父变星周围场星的中红外偏振。这些造父变星位于银经$-10^{\circ}\leq \, l\, \leq +10.5^{\circ}$、银纬$-0.22^{\circ}\leq \, l\, \leq +0.45^{\circ}$,其距离太阳主要在10至15 kpc范围内。根据场星偏振行为相对$H-K_{\mathrm S}$颜色进行了视线的简单分类,并给出了三类典型示例。随后,利用$Gaia$ DR2星表、${H-K}_{\mathrm S}$颜色直方图的峰值以及与中心造父变星距离一致的$H-K_{\mathrm S}$颜色,将各视线中的场星划分为(a)前景、(b)核球、(c)背景。它们之间的微分分析使我们比仅依赖$H-K_{\mathrm S}$颜色差更能确切地考察磁场结构。在一条视线中,磁场近乎平行于银道面,并从太阳一直良好对齐至银河系中心另一侧的造父变星位置。然而,与我们的先入之见相反,银道面中具有如此良好对齐磁场的视线数量相当少。至少36个造父变星场表明随机磁场分量显著。两个造父变星场表明磁场方向在视线中变化超过45度。单位颜色变化的偏振增加量$P$/($H-K_{\mathrm S}$)随区域不同而不同,反映了磁场强度与湍流强度之比的变化。