第 222 話：剷屎官集合！在「宇宙盡頭的餐廳」觀察「貓掌」星雲的磁性！

「貓掌星雲」（Cat's Paw Nebula），編號是 NGC 6334，也有人稱之為「熊掌星雲」。位於天蠍座，距離我們 5500 光年，貓掌星雲是一個發射星雲（emission nebula），同時也是新生行星「出生」的地方，是相當活躍的地區。從地球的方位看起來，就像是個貓掌的形狀。

「發射星雲」一般指的是宇宙塵、氣體聚集的雲狀天體，擴散在宇宙空間中，「發射星雲」指的是自身能輻射電磁波的星雲，一般來自於星雲內的電漿以及其他帶電粒子。由於貓掌是新恆星誕生之處，恆星會發出高能量的光子，將星雲中的氣體游離，變成電漿，電漿這種帶電粒子運動時（精確的說，是做「加速度運動」時），就會發射出電磁波。

本文要報導的研究，就是觀測貓掌星雲所發出來的 850 μm 電磁波的偏振狀態，推算出星雲區域的磁場分布。這個研究是「BISTRO」計畫（B-field In STar-forming Region Observations，星球生成區域磁場觀測）的一部份，利用建造在夏威夷的「馬克士威爾天文台」（James Clerk Maxwell Observatory）進行觀測。「BISTRO」這個字就是「小酒館」的意思，所以本文的標題才會長那樣，好，我知道這很冷...

（指示天文台是在地球上不是在宇宙的盡頭，這只是為了向 Douglas Adams 的「如何搭便車遊銀河」致敬而已...好啦我知道現在翻做「銀河便車指南」，可是我就是喜歡以前那個比較囉唆的名字不行嗎）

光是電磁波，也就是電場跟磁場隨著時間與空間的擾動，所謂的「光的偏振」指的是光的電場與磁場的振盪方向，如圖二所示，電場、磁場、與光的行進方向三者必須互相垂直，在這個限制下，電場跟磁場的方向還是有一些自由度，包括線性偏振、圓偏振、橢圓偏振等。

由於「偏振」指的是光的電場跟磁場方向的特性，當然會受到光源的磁場的影響囉！而磁場又反映出星雲中帶電粒子的運動狀態，當我們透過光的偏振推算出星雲區域的磁場分布，就可以進一步得知星雲裡面那些粒子是如何運動的，我們就可以更瞭解星雲以及「恆星如何誕生」的機制了。圖三是研究團隊所測繪出來的磁場方向分布圖。

圖三中的藍色小棒棒就是星雲各處的磁場方向的分布。這張圖中的貓掌是指著右下方的方向。

從五千光年以外收集到的些許光線，靠著這些蛛絲馬跡加上電磁學與光學，就可以知道遙遠的星雲發生了什麼事，有沒有覺得物理學家超厲害的呢？

這個研究之領銜作者為葡萄牙 University of Porto 的 Doris Arzoumanian，論文一共有 148 位作者，已經被期刊「天文學與天文物理」（Astronomy & Astrophysics）接受，即將正式發表。

#超中二物理宅雜記

#等我征服世界就把電磁學與光學列為全人類必修

#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關

#話都給我講就好 其之222

新聞來源：

Phys.org (2021/01/04): https://phys.org/news/2021-01-bistro-explores-complex-magnetic-field.html

原始論文 (2020/12/24 上傳於 arXiv，即將正式發表）：https://arxiv.org/abs/2012.13060