文／施奇廷（東海大學應用物理學系教授）

「貓掌星雲」（Cat's Paw Nebula），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，而當這種帶電粒子（電漿）運動時（精確的說，是做「加速度運動」時），就會發射出電磁波。

貓掌指向處有玄機

今天要介紹的研究，就是觀測貓掌星雲所發出來的電磁波偏振狀態，進而推算出星雲區域的磁場分布。光是電磁波，而電場跟磁場會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。電場、磁場、光的行進方向，三者通常必須互相垂直，但是在這個大前提之下，電場跟磁場的方向還是會容許出現一些小小的自由度，也就是所謂的「偏振」。

由於「偏振」指的是光的電場跟磁場方向的特性，想當然爾，它也會受到光源的磁場影響囉！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（也就是貓掌星雲呈現的樣子）後，就可以進一步得知星雲裡面那些粒子是如何運動的，並且可以更了解星雲以及「恆星如何誕生」的機制了。

從5000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？這篇研究論文一共有148位跨國作者共同參予，已經被期刊「天文學與天文物理」（Astronomy & Astrophysics）接受，即將正式發表。

本文摘自東海大學應用物理系臉書平台