平流層的天文學：SOFIA的觀測成果

原標題：平流層的天文學：SOFIA的觀測成果

平流層的天文學：SOFIA的觀測成果

美國宇航局的平流層紅外天文台（SOFIA）、西北大學和馬里蘭大學的平流層天文台天文學家正在華盛頓召開第231次的美國天文學會會議，議程包括討論新的科學成果，如塵粒極化、如何通過天體磁場更好地理解恆星的形成、星際介質中氣體如何冷卻的理論，以及磁場如何在黑洞周圍產生恆星風。

這些科學成果都是SOFIA獲得的。SOFIA是一台裝備有100英寸（2.5米）紅外望遠鏡的高度改裝的波音747SP噴氣式客機，

是NASA和德國航空航天中心（DLR）的一個國際合作項目。

左圖：NASA Spitzer圖像，顯示了用HAWC +儀器觀察到的蛇夫座ρ暗星雲的部分。右圖：HAWC +圖像顯示了星際雲中遠紅外偏振光譜的系統變化。

來源：NASA / JPL-Caltech / Harvard-Smithsonian CfA。SOFIA / HAWC +/F. Pereira Santos

SOFIA配備有七種儀器,包括各種照相機和光譜儀，它可以飛行到高達45,000英尺（13.7公里）的平流層，並在平流層持續執行長達10小時的飛行任務。這個高度使SOFIA處於超過99％的地球水汽之上，而正是水汽阻擋了紅外波長到達地面。因此，在所有地面上或空間中，也包括正在開發的天文設施中，只有SOFIA可以提供中遠紅外波長（28-320微米）的數據。

SOFIA/HAWC＋

包絡面的極化 IRC+10216

天文學家假設我們用遠紅外偏振計（HAWC +)觀測到的極化圖追蹤太空中的磁場。為了詳細了解極化，天文學家需要知道哪些晶粒導致了極化，哪些不是，以及在什麼條件下導致極化。關於這些晶粒如何表現的一個理論被稱為輻射對準轉矩（RAT）理論。

Andersson介紹了最近兩個支持RAT理論的測試結果。

左圖顯示了活躍星系M82的磁碟極性方向的大尺度磁場。HAWC +成像極化觀測首次顯示了一個相對較熱的塵埃，沿著流出方向磁性排列。正確的圖像顯示了銀河系的多波長視圖，藍色的X射線顯示氣體已經被劇烈外流加熱。

來源：左：SOFIA / HAWC + / E。洛佩茲羅德里格斯右：X射線：美國航天局/ CXC / JHU / D.Strickland; 光學：NASA / ESA / STScI / AURA /哈勃傳統隊; IR：NASA / JPL-Caltech / Univ。的AZ / C。Engelbracht

HAWC + / SOFIA

蛇夫座ρA的觀測：遠紅外極化光譜

科學家們觀測到其中一個距離我們最近的恆星形成區，稱為蛇夫座ρ，距離我們大約424光年遠。在星雲的中心部分，被稱蛇夫座ρA，目前，幾顆年輕的恆星正在形成，其中一些恆星將可能演化出與我們的太陽系相似的行星系統。利用HAWC +，西北大學的研究人員首次觀測到，星雲中存在遠紅外極化譜的規則變化。

NGC 1068的HAWC +圖像首次顯示了主星系的磁化螺旋臂。由磁場施加的力主要由磁碟旋轉，使得塵埃顆粒沿著螺旋臂對齊，因為它們通過在53微米的HAWC +極化觀測清楚地被檢測到。

來源：SOFIA / HAWC + / E。洛佩斯 - 羅德里格斯

SOFIA / HAWC +

活動星系核的遠紅外視圖

為探索活動星系核（AGN）和恆星新生率高的活躍星系打開了一扇新窗口，在50-220微米入射光範圍內可保證最佳的角解析度和極化能力。Lopez-Rodriguez展示了用遠紅外偏振計HAWC +在SOFIA上觀測到的活動星系核和活躍星系的初步結果。53微米波段的NGC 1068首次展示了沿著星系螺旋內臂的磁化臂。

用GREAT探究M101和NGC 6946中二次電離碳輻射的起源

恆星之間的星際介質（星雲）是未來恆星形成的原材料。單電離碳的輻射是冷卻ISM中的氣體的常見機制。電離碳輻射可以出現在星際介質的的三種形態中：分子氣體，原子氣體和電離氣體。電離碳輻射究竟來自哪種形態以及環境如何影響電離碳輻射的問題對於理解恆星形成的初始階段至關重要。SOFIA上的GREAT儀器擁有在高光譜解析度下測量遠紅外碳離子線的獨特能力。

USRA的SOFIA科學任務運行總監Harold Hal Yorke說：「SOFIA的經過升級的全新儀器在中遠紅外波段為天文學界提供了前所未有的靈敏度和空間解析度。只有在平流層工作的SOFIA才能提供給我們中遠紅外波段數據，幫助我們解決以上難題，這是世界上任何地方的任何設備都做不到的。」

作者：NASA

翻譯：汪榮鑫

校譯：陳艷玲

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by @missmary_n

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