来自脉冲星观测的银河系磁场：热电子与磁场相关性的影响

脉冲星可作为探测银河系磁场的极佳探针。平行于视线方向的银河系磁场分量平均强度可估计为 $\langle B_\parallel \rangle = 1.232 \, \text{RM}/\text{DM}$，其中 $\text{RM}$ 和 $\text{DM}$ 分别为脉冲星的旋转量度和色散量度。然而，这假设了星际介质的热电子密度与磁场不相关。利用数值模拟与观测，我们检验了这一假设的有效性。基于驱动湍流的磁流体动力学模拟，我们表明热电子密度与小尺度磁场之间的相关性随湍流马赫数的增大而增强。我们发现，热电子密度与磁场不相关的假设仅对亚声速与跨声速流动成立，而对于超声速湍流，使用 $1.232 \, \text{RM}/\text{DM}$ 会严重高估磁场强度。随后，我们将澳大利亚望远镜国家设施已有的脉冲星观测与由分子云 ${^{12} \mathrm {CO}}$ 数据、21 cm 谱线塞曼分裂得到的磁场、中性氢柱密度以及 H$\alpha$ 观测所探测到的热电子密度增强区和磁场区进行关联。利用这些观测数据，我们表明热电子密度与磁场在 kpc 尺度上基本不相关。因此，我们得出结论：关系 $\langle B_\parallel \rangle = 1.232 \, \text{RM}/\text{DM}$ 在银河系尺度上给出了磁场的良好估计，但可能在亚 kpc 尺度上失效。