地球和我们整个太阳系周围可能有一个巨大的“磁隧道”

多伦多大学天文学家的研究表明，太阳系周围环绕着一个可以在无线电波中看到的磁隧道。

邓拉普天文学和天体物理学研究所的研究助理詹妮弗·韦斯特 (Jennifer West) 提出了科学案例，即在天空的两侧看到的两个明亮的结构——以前被认为是分开的——实际上是由绳状细丝相连并组成的。 这种连接形成了看起来像我们太阳系周围的隧道。

韦斯特的研究数据结果发表在 天体物理学杂志.

“如果我们抬头仰望天空，我们几乎可以在每个方向看到这种隧道状结构——也就是说，如果我们的眼睛可以看到无线电光，”韦斯特说。

韦斯特说，被称为“北极支流”和“扇区”的天文学家几十年来一直知道这两种结构。 但大多数科学解释都集中在它们身上。 相比之下，韦斯特和她的同事认为，他们是第一批将它们连接为一个整体的天文学家。

左图：一条弯曲的隧道，由隧道灯和车道标记形成的线，形成类似于为北极 Spur 和 Van 地区提出的模型的几何形状。 图片来源：照片由 Jennifer West 提供/插图由 Jennifer West 提供。 右图：出现在极化无线电波中的天空。 图片来源：Dominion Radio Astrophysics Observatory / Villa Elisa Telescope / European Space Agency / Planck Collaboration / Stellarium / Jennifer West

这些结构由带电粒子和磁场组成，形状像长绳，距离我们约 350 光年，长约 1,000 光年。

韦斯特说：“这相当于多伦多和温哥华之间行驶的两万亿次距离。”

15 年来，韦斯特一直在思考这些特征——自从她第一次看到无线电天空的地图以来。 最近，她建立了一个计算机模型，当她改变长绳的形状和位置时，该模型可以计算来自地球的无线电天空的形状。 这个模型让韦斯特“建造”了我们周围的结构，并通过我们的望远镜向她展示了天空的样子。 正是这种新视角帮助她将模型与数据相匹配。

银河系图解地图，显示了拟议细丝的位置和大小。 插图更详细地显示了当地环境、当地气泡的位置和附近各种尘埃云。 图片来源：NASA/JPL-Caltech/R. Hurt/SSC/Caltech，附注 Jennifer West

“几年前，我们的合著者之一汤姆·兰德克 (Tom Landecker) 向我讲述了 1965 年的一篇论文——来自射电天文学的早期，”韦斯特说。 “基于此时可用的原始数据，作者 [Mathewson and Milne]，推测这些极化的无线电信号可能来自我们对银河系局部臂的看法，来自它内部。

“那篇论文启发了我发展这个想法，并将我的模型与我们的望远镜今天提供给我们的更好的数据联系起来。”

West 以地球地图为例。 北极在顶部，赤道在中间 – 除非您从不同的角度重新绘制地图。 我们银河系的地图也是如此。 “大多数天文学家查看顶部的银河系北极和中间的银河系中心的地图，”韦斯特解释说。 “激发这个想法的重要部分是重绘地图，中间有一个不同的点。”

德克萨斯大学邓拉普天文学和天体物理学研究所的研究员詹妮弗·韦斯特 (Jennifer West) 表示，在天空的两侧看到的两个磁性结构形成了一条看起来像围绕太阳系的隧道。 图片来源：詹妮弗·韦斯特

“这是一项非常聪明的工作，”邓拉普研究所教授、该出版物的作者布赖恩·根斯勒 (Brian Gensler) 说。 “当詹妮弗第一次向我展示这个时，我认为她没有可能的解释太‘酷’了。但她终于说服了我。现在，我很高兴看到天文学界其他人的反应。 ”

作为星系和星际介质磁性方面的专家，韦斯特期待着与这项研究相关的更多可能的发现。

“磁场不是孤立存在的，”她说。 “它们都必须相互连接。因此，下一步是更好地了解这个局部磁场如何与大尺度银河磁场以及我们太阳和地球的较小磁场相关。”

同时，韦斯特同意新的“隧道”模型不仅为科学界带来了新的视野，而且为我们其他人提供了一个开创性的概念。

“我认为每当我们仰望夜空时，想象这些结构无处不在是很棒的。”

参考：“扇区和北极支流的统一模型：本地星系中的一束细丝”作者：J.L. West、T.L. Landecker、B.M. Gaensler、T. Jaffe 和 A.S. Hill，已接受， 天体物理学杂志.
arXiv：2109.14720