该地图揭示了本体泡的磁场结构 - 太阳周围空间中一个巨大的，1000光年宽的空心。就像一大块瑞士奶酪一样，我们的银河系充满了这些所谓的超级气泡。大质量恒星的爆炸性超新星死亡会炸毁这些气泡，并在此过程中将气体和尘埃（制造新恒星的燃料）集中在气泡的外表面上。因此，这些厚厚的表面为随后的恒星和行星形成提供了丰富的场所。

　　然而，科学家对超级气泡的整体理解仍然不完整。有了新的3D磁场图，研究人员现在有了新的信息，可以更好地解释超级气泡的演化，它们对恒星形成和星系的影响。

　　“将本地气泡的3D地图放在一起将帮助我们以新的方式检查超级气泡，”Theo ONeill说，他在CfA的为期10周的NSF赞助的暑期研究经历中领导了地图制作工作，当时他还是弗吉尼亚大学（UVA）的本科生。 科学家们公布了第一张太空磁场地图。具体来说，该团队已经绘制了3D局部气泡的磁场图。在3D中追踪磁化结构的新策略将有助于解决有关磁场在宇宙中影响的关键问题。学分：T. ONeill、A. Goodman、J. Soler、J. Han 和 C. Zucker。

　　“太空中充满了这些超级气泡，它们会引发新恒星和行星的形成，并影响星系的整体形状，”奥尼尔继续说道，他于 2022 年 12 月毕业于 UVA，获得天文学物理学和统计学学位。“通过更多地了解驱动太阳今天生活的局部气泡的确切机制，我们可以更多地了解超级气泡的演变和动力学。

　　奥尼尔与同事一起在1月11日星期三在华盛顿州西雅图举行的美国天文学会第241届年会上介绍了这一发现。3D交互式图形和研究的预印本目前可在Authorea上找到。这项研究是在哈佛大学教授和CfA天文学家Alyssa Goodman的指导下在CfA进行的，与哈佛大学博士天文学校友Catherine Zucker，哈佛博士生Jesse Han和罗马磁场专家Juan Soler合作。

　　“从基础物理学的角度来看，我们早就知道磁场必须在许多天体物理现象中发挥重要作用，”古德曼说，她在三十年前写了关于宇宙磁场重要性的博士论文。“但研究这些磁场是出了名的困难。这种困难永远驱使我远离磁场工作，但随后新的观察工具、计算方法和热情的同事又诱惑着我。今天的计算机模拟和全天空调查可能最终足以开始真正将磁场纳入我们更广泛的宇宙如何运作的图景中，从微小尘埃颗粒的运动到星系团的动力学。

　　局部气泡已成为天体物理学中的一个热门话题，因为它是太阳和我们的太阳系现在所处的超级气泡。2020 年，Local Bubble 的 3D 几何形状最初由希腊和法国的研究人员制定。然后在2021年，现在太空望远镜科学研究所的扎克，古德曼，维也纳大学的若昂·阿尔维斯和他们的团队表明，本地气泡的表面是附近所有年轻恒星的来源。

　　这些研究以及新的3D磁场图部分依赖于欧洲航天局（ESA）发射的天基天文台盖亚的数据。在测量恒星的位置和运动时，盖亚也被用来推断宇宙尘埃的位置，绘制其局部浓度并显示局部气泡的大致边界。

　　这些数据由ONeill及其同事与另一架ESA领导的太空望远镜Planck的数据相结合。普朗克在2009年至2013年期间进行了一次全天空调查，主要是为了观察大爆炸的遗物光。在这个过程中，航天器汇编了来自天空各处的微波波长光的测量值。研究人员使用了普朗克观测的一部分，这些观测结果追踪了银河系内尘埃的发射，这些辐射与帮助绘制局部气泡的磁场有关。

　　具体来说，感兴趣的观测包括偏振光，即在首选方向振动的光。这种极化是由太空中磁力排列的尘埃颗粒产生的。尘埃的排列反过来又说明了作用在尘埃颗粒上的磁场的方向。

　　以这种方式绘制磁力线使研究普朗克数据的研究人员能够编制从地球上投射到天空的磁场的2D地图。为了将这张地图变形或“去投影”到三个空间维度，研究人员做出了两个关键假设：首先，产生观测到的偏振的大部分星际尘埃位于局部气泡的表面。其次，预测磁场会在气泡膨胀时被“扫入”气泡表面的理论是正确的。

　　ONeill随后在夏季CfA实习期间进行了创建3D磁场图所需的复杂几何分析。

　　“我们做了一些重大假设来创建第一张磁场的3D地图;这绝不是一幅完美的画面，“她说。“随着技术和物理理解的提高，我们将能够提高地图的准确性，并希望确认我们所看到的。

　　出现的磁旋涡的3D视图代表了我们附近超级气泡的磁场结构，如果磁场确实被扫入气泡表面，并且大部分极化都是在那里产生的。

　　研究小组进一步将生成的地图与本地气泡表面的特征进行了比较。例子包括Per-Tau壳，恒星形成的巨大球形区域，以及猎户座分子云复合体，另一个着名的恒星苗圃。未来的研究将检查磁场与这些和其他表面特征之间的联系。

　　“有了这张地图，我们可以真正开始探测磁场对超级气泡中恒星形成的影响，”古德曼说。“就此而言，更好地掌握这些领域如何影响许多其他宇宙现象。

　　由于磁场只影响天体物理环境中带电粒子的运动和方向，古德曼说，在建立模拟和理论时，有一种趋势是将磁场的影响放在一边，其中重力 - 作用于所有物质 - 是主要力量在起作用。进一步阻止其包含的是，磁性可能是一种极其复杂的建模力。

　　这种对磁场影响的忽略虽然可以理解，但往往遗漏了控制宇宙中气体运动的关键因素。这些运动包括气体在恒星形成时流向恒星，以及当它们将物质聚集到行星形成盘中时，它们以强大的射流从恒星流出。即使在恒星形成的低密度环境中，磁场的影响每时每刻都是微不足道的，考虑到收集气体并将其转化为恒星需要数百万年的时间尺度，随着时间的推移，磁效应可以合理地累积成实质性的东西。

　　“我在CfA进行这项研究并用这张3D磁图组装了一些新的和令人兴奋的东西，”ONeill说。“我希望这张地图是扩大我们对整个银河系超级气泡的理解的起点。

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