平流层的天文学：SOFIA的观测成果

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平流层的天文学：SOFIA的观测成果

美国宇航局的平流层红外天文台（SOFIA）、西北大学和马里兰大学的平流层天文台天文学家正在华盛顿召开第231次的美国天文学会会议，议程包括讨论新的科学成果，如尘粒极化、如何通过天体磁场更好地理解恒星的形成、星际介质中气体如何冷却的理论，以及磁场如何在黑洞周围产生恒星风。

这些科学成果都是SOFIA获得的。SOFIA是一台装备有100英寸（2.5米）红外望远镜的高度改装的波音747SP喷气式客机，

是NASA和德国航空航天中心（DLR）的一个国际合作项目。

左图：NASA Spitzer图像，显示了用HAWC +仪器观察到的蛇夫座ρ暗星云的部分。右图：HAWC +图像显示了星际云中远红外偏振光谱的系统变化。

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

SOFIA配备有七种仪器,包括各种照相机和光谱仪，它可以飞行到高达45,000英尺（13.7公里）的平流层，并在平流层持续执行长达10小时的飞行任务。这个高度使SOFIA处于超过99％的地球水汽之上，而正是水汽阻挡了红外波长到达地面。因此，在所有地面上或空间中，也包括正在开发的天文设施中，只有SOFIA可以提供中远红外波长（28-320微米）的数据。

SOFIA/HAWC＋

包络面的极化 IRC+10216

天文学家假设我们用远红外偏振计（HAWC +)观测到的极化图追踪太空中的磁场。为了详细了解极化，天文学家需要知道哪些晶粒导致了极化，哪些不是，以及在什么条件下导致极化。关于这些晶粒如何表现的一个理论被称为辐射对准转矩（RAT）理论。

Andersson介绍了最近两个支持RAT理论的测试结果。

左图显示了活跃星系M82的磁盘极性方向的大尺度磁场。HAWC +成像极化观测首次显示了一个相对较热的尘埃，沿着流出方向磁性排列。正确的图像显示了银河系的多波长视图，蓝色的X射线显示气体已经被剧烈外流加热。

来源：左：SOFIA / HAWC + / E。洛佩兹罗德里格斯右：X射线：美国航天局/ CXC / JHU / D.Strickland; 光学：NASA / ESA / STScI / AURA /哈勃传统队; IR：NASA / JPL-Caltech / Univ。的AZ / C。Engelbracht

HAWC + / SOFIA

蛇夫座ρA的观测：远红外极化光谱

科学家们观测到其中一个距离我们最近的恒星形成区，称为蛇夫座ρ，距离我们大约424光年远。在星云的中心部分，被称蛇夫座ρA，目前，几颗年轻的恒星正在形成，其中一些恒星将可能演化出与我们的太阳系相似的行星系统。利用HAWC +，西北大学的研究人员首次观测到，星云中存在远红外极化谱的规则变化。

NGC 1068的HAWC +图像首次显示了主星系的磁化螺旋臂。由磁场施加的力主要由磁盘旋转，使得尘埃颗粒沿着螺旋臂对齐，因为它们通过在53微米的HAWC +极化观测清楚地被检测到。

来源：SOFIA / HAWC + / E。洛佩斯 - 罗德里格斯

SOFIA / HAWC +

活动星系核的远红外视图

为探索活动星系核（AGN）和恒星新生率高的活跃星系打开了一扇新窗口，在50-220微米入射光范围内可保证最佳的角分辨率和极化能力。Lopez-Rodriguez展示了用远红外偏振计HAWC +在SOFIA上观测到的活动星系核和活跃星系的初步结果。53微米波段的NGC 1068首次展示了沿着星系螺旋内臂的磁化臂。

用GREAT探究M101和NGC 6946中二次电离碳辐射的起源

恒星之间的星际介质（星云）是未来恒星形成的原材料。单电离碳的辐射是冷却ISM中的气体的常见机制。电离碳辐射可以出现在星际介质的的三种形态中：分子气体，原子气体和电离气体。电离碳辐射究竟来自哪种形态以及环境如何影响电离碳辐射的问题对于理解恒星形成的初始阶段至关重要。SOFIA上的GREAT仪器拥有在高光谱分辨率下测量远红外碳离子线的独特能力。

USRA的SOFIA科学任务运行总监Harold Hal Yorke说：“SOFIA的经过升级的全新仪器在中远红外波段为天文学界提供了前所未有的灵敏度和空间分辨率。只有在平流层工作的SOFIA才能提供给我们中远红外波段数据，帮助我们解决以上难题，这是世界上任何地方的任何设备都做不到的。”

作者：NASA

翻译：汪荣鑫

校译：陈艳玲

责任编辑：解仁江

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