自然界的基本力中，唯有引力和电磁力能够在巨大尺度上传播，跨越广袤的时空，抵达人类居所。自爱因斯坦的广义相对论问世以来，引力场一直被直观地刻画为围绕重力弯曲的时空网格。如今，引力场被认为是塑造整个宇宙的力量，但磁场的图像与作用却一直不够清晰，甚至连起源都是个谜。
关于星系磁场的起源有很多假说，包括发电机理论、原初磁场理论等，而中国的500米口径球面射电望远镜（FAST）为验证这些假说提供了一个前所未有的机会，至今已做出许多重要的工作。与静电场正负电荷在小尺度上互相抵消的特性不同，磁场起源于运动的电荷。对于磁场而言，即便一个区域的物质整体上是电中性的，区域内具有相对运动的电荷仍能产生磁场，从小尺度汇聚为大尺度，对星系甚至宇宙大尺度结构产生不可忽视的影响。
过去几十年中，星系磁场一直是天文学家们探索的热门话题之一，它们在宇宙中广泛分布，影响着恒星形成与星系演化。然而，关于星系磁场的起源还存在着许多未解之谜。科学家们提出了各种理论来解释星系磁场的起源，其中发电机理论与原初磁场理论被广泛讨论、检验与修正。发电机理论（Dynamo theory）最初的产生旨在解释地球磁场的产生机制，由英国物理学家约瑟夫·洛莱（Joseph Larmor）在1919年提出。
随后，美国天体物理学家尤金·帕克（E.N. Parker）将发电机理论引申到恒星与银河系尺度。在星系尺度，我们同样拥有发电机理论所需要的条件：运动的导体（如星际气体）、种子磁场和自激增长机制。种子磁场可以是来自宇宙初期的原始磁场，也可以是来自恒星或其他天体的磁场。气体在流动时携带电荷，从而产生电流。这些由运动电流产生的磁场被气体扭曲和拉伸，形成更复杂的磁场结构。
同时，气体的湍流和漩涡运动可以进一步增强磁场，形成一个正反馈回路。
原初磁场理论（Primordial theory）假设在大爆炸初始条件下，宇宙存在一个均匀的弱磁场。该理论认为我们观测到的星系大尺度磁场仅仅是由于这个均匀弱磁场被星系盘较差旋转扭曲（大尺度剪切和压缩）得到的，而其他动力学过程，如湍流，则对大尺度磁场改变甚微。没有小尺度发电机的增强，由较差旋转缠绕起来的原初磁场最终会衰减。
因此，在原初磁场理论中星系的磁扩散系数很低。该理论预测目前星系中的磁通量没有大量产生也没有大量消失。
星系磁场的观测方法包括塞曼效应、同步辐射偏振测量、星光偏振或尘埃偏振的测量、同步辐射强度测量、Goldreich-Kylafis效应和法拉第旋转。这些方法各有优缺点，但都是探索星系磁场起源的重要工具。FAST作为世界上最灵敏的分米波段射电望远镜，对于进行系统性塞曼效应测量有着巨大的潜力。
利用国家天文台李菂研究员提出并发展的中性氢窄线自吸收方法，FAST已经完成了谱线偏振的精确定标工作，并于2022年初在《自然》期刊发表了首次的HINSA塞曼效应观测。FAST相关团队现今正在系统性地推进塞曼效应方面的观测和分析，有望实现首次银河系尺度塞曼效应的系统测量，获得星际磁场强度的首张三维分布图。