银晕磁场模型和星系际空间磁场的探测

Cosmic magnetism is the frontier of astrophysical researches. At present, the magnetic fields of the interstellar and intergalactic medium are poorly understood. A great opportunity is coming in near future for the magnetic fields. This project is proposed to study magnetic fields in interstellar space in the Milky Way and intergalactic space beyond our Galaxy. Faraday rotation effect is the most powerful probe to measure the magnetic fields in the interstellar and intergalactic medium. In this project, we are going to carry out our research in three aspects: 1) VLA high-precision rotation measure (RM) observations toward the Galactic poles, which is to detect magnetic fields and its evolution with redshift in the intergalactic medium; 2) Finish the Effelsberg RM survey, which is to improve the rotation measure sky; 3) Construct 3D magnetic field model for the Galactic halo by using RMs of pulsars and extragalactic radio sources. These works will promote our understanding of magnetic fields in the interstellar and intergalactic medium, and make us ready for the future researches on cosmic magnetism by the next generations of international facilities, such as SKA.

宇宙磁场研究是国际上的前沿领域。目前对于银河系的星际磁场和星系际空间的磁场的了解还远不清楚，相关研究面临着很大的机遇。本项目重点研究银河系晕里的磁场结构和探测银河系之外的星系际空间中的磁场。法拉第旋转效应是探测星际和星系际空间的磁场的最重要方法。在本项目中，我们将进行三方面的工作：1）银极方向VLA高精度的法拉第旋率（RM）观测研究，探测星系际介质的磁场及其随红移的演化；2）完成Efflesberg的RM巡天，改善法拉第旋率天空的覆盖；3）结合脉冲星和河外源进行银晕磁场三维模型研究。这些工作的开展将使我们更加深入了解星际和星系际空间的磁场，并为将来国际大设备项目（如SKA）开展磁场研究做前期准备。

宇宙磁场是射电天文研究的一个重要前沿领域，未来国际大项目（如平方公里望远镜阵SKA）将其列为重点突破方向之一。通过本项目，我们研究了银河本地磁场和银河系晕的磁场模型，以及FR-II射电双源的法拉第旋率差（ΔRM）随红移的演化，还对Cha-I恒星形成区中的原恒星的圆偏振辐射进行了研究。此外，我们还开展了佳木斯66米望远镜的指向标校相关工作。在本项目支持下，1）揭示了银河本地磁场的一些结构特征，构建了银河系晕磁场模型；2）发现FR-II射电双源的法拉第旋率差ΔRM的弥散在红移大于0.9处分布更宽，说明宇宙一半年龄之前暗物质晕中很强的规则磁场已经形成；3）用KAT-7探测到了Cha-I恒星形成区里的7颗原恒星，对可能的圆偏振度做出了一个上限，揭示圆偏振度和射电流量密度可能呈反相关趋势；4）实现了射电望远镜指向的改正，将佳木斯望远镜的指向精度从60角秒校准到了20角秒。