全新图像展现银河系壮丽银河平面，细节之美震撼人心

银河系是一个丰富而复杂的环境。我们看到它是一条在夜空中延伸的光带，由无数星星组成。

但这只是可见光。通过其他方式观察天空，例如通过无线电波，可以看到一个更为细致的场景——充满了带电粒子和磁场。

几十年来，天文学家一直使用射电望远镜探索我们的银河。通过研究银河系中的天体的特性，我们可以更好地理解它的演化和组成。

我们的研究，今天在 澳大利亚天文学会出版物 上发表，为我们银河平面结构提供了新的见解。

全景观察天空

为了揭示射电天空，我们使用了默奇森宽视场阵列，这是位于澳大利亚内陆的射电望远镜，拥有4096个天线，分布在数平方公里的区域。该阵列一次观察广阔的天空区域，使其能够快速绘制出银河系的地图。

从2013年到2015年，该阵列用于观察整个南半球的天空，进行银河系和外银河系的全天空MWA（或GLEAM）调查。该调查覆盖了广泛的射电波频率。

GLEAM的宽频率覆盖让天文学家获得了天空的第一个“射电颜色”地图，包括银河系本身。它揭示了银河盘的弥漫光辉，以及数千个遥远星系和恒星诞生与死亡的区域。

随着2018年阵列的升级，我们以更高的分辨率和灵敏度观察天空，这导致了GLEAM-eXtended调查（GLEAM-X）。

这两项观测结果之间的最大区别在于，GLEAM能够检测到全局图像但无法看到细节，而GLEAM-X则能够看到细节但无法捕捉全局图像。

美丽的马赛克

为了同时捕捉这两种信息，我们的团队使用了一种新的成像技术，称为图像域网格化。我们结合了数千个GLEAM和GLEAM-X的观测数据，形成了一个巨大的银河图像。

由于这两项观测在不同时间观察天空，因此，纠正电离层失真非常重要——这是由于地球上层大气的不规则性引起的无线电波的变化。否则，这些失真会导致观测之间源的位置发生偏移。

该算法应用了这些修正，平滑地对齐和堆叠来自不同夜晚的数据。这项工作在西澳大利亚的Pawsey超级计算研究中心耗费了超过100万小时的计算时间。

结果是一个新的拼图，覆盖了从南半球可见的95%的银河系，涵盖了72到231 MHz的无线电频率。广泛的频率范围的一个大优势是能够根据无线电波的来源（宇宙磁场或热气体）看到不同源的“无线电颜色”。

来自死亡恒星爆炸的辐射呈橙色。频率越低，辐射越亮。与此同时，恒星诞生的区域则散发着蓝色光芒。

这些颜色让天文学家能一眼看出银河系的不同物理成分。

新的银河系无线电图像是迄今为止在这些低频率下最灵敏、覆盖面积最广的地图。这将推动大量银河科学的研究，从发现和研究微弱和古老的星爆残骸到绘制主导恒星内部介质的宇宙射线和尘埃颗粒。

在新的 SKA-Low望远镜 完成并投入使用之前，这幅图像的影响力将无人能及，最终，它的灵敏度将比前身——默奇森宽视场阵列高出数千倍，分辨率也更高。

这个升级还要等几年。目前，这幅新图像让我们对未来完整的SKA-Low将揭示的奇观充满期待。