Magnetfeld inmitten eines Quasars

  • 21. July 2016

ALMA untersucht mit hohen Empfindlichkeit die Polarisation von Radiowellen.

Neue Beobach­tungen haben bestätigt, dass ALMA durch seine hervor­ragende Empfindlich­keit und Kalibrations­genauigkeit zu einem führenden Instrument für polari­metrische Messungen bei Wellen­längen im Milli­meter-Bereich wird. Obwohl ALMA (Atacama Large Millimeter/Sub­millimeter Array) seit 2011 in Betrieb ist, finden laufend Beobachtungen statt, die die Leistungsstärke des Obser­vatoriums für empfindliche Polari­metrie-Messungen verifizieren. Dabei wird die Polari­sation von Radio­wellen untersucht, um die Eigen­schaften magne­tischer Felder zu untersuchen.

ALMA befindet sich hoch oben in der Atacamawüste in Chile. Von dort beobachtet es das Universums bei Wellenlängen zwischen dem Ferninfrarot und der spektralen Region von Radiowellen. (Bild: ESO / M. Claro)

Abb.: ALMA befindet sich hoch oben in der Atacamawüste in Chile. Von dort beobachtet es das Universums bei Wellenlängen zwischen dem Ferninfrarot und der spektralen Region von Radiowellen. (Bild: ESO / M. Claro)

Für die Beobach­tungen haben Astro­nomen die helle Lichtquelle 3C 286 beobachtet – ein Quasar, der sich in einer Entfernung von etwa 7,3 Milliarden Licht­jahren von uns entfernt befindet. 3C 286 ist eine sehr starke Quelle von Radio­wellen und wurde bereits von vielen weiteren Teleskopen beobachtet. Die Radio­emission des Objekts ist dafür bekannt, stark polarisiert zu sein. Er ist also ein besonders geeigneter Kandidat, um die Leistungs­fähigkeit von ALMA zu testen. Die Beo­bachtungen enthüllten Details, die bisher nicht erkennbar waren, und zeigen deutlich, dass das magne­tische Feld sehr viel stärker und in der inneren Region geordneter ist, als der dem Quasar entweichende Strahl vermuten lässt. Dies hilft den Forschern dabei, die Struktur des magne­tischen Felds im Zentrum des Quasars zu verstehen und weitere Erkenntnisse über die Hintergründe des physi­kalischen Prozesses, die für die Emission der Radio­strahlen verant­wortlich sind, heraus­zufinden.

Dieser Konturplot zeigt die Intensitätsverteilung der Radiowellen, die von 3C 286 emittiert werden. Die violetten Streifen zeigen die Richtung der Polarisation. Der Bereich mit geringerer Emission auf der rechten Seite ist Teil eines Jets, der von dem Quasar im Zentrum des Signals ausgestoßen wird. (Bild: Nagai et al., ALMA)

Abb.: Dieser Konturplot zeigt die Intensitätsverteilung der Radiowellen, die von 3C 286 emittiert werden. Die violetten Streifen zeigen die Richtung der Polarisation. Der Bereich mit geringerer Emission auf der rechten Seite ist Teil eines Jets, der von dem Quasar im Zentrum des Signals ausgestoßen wird. (Bild: Nagai et al., ALMA)

“Diese Beobachtung hat die große Leistungs­fähigkeit der Polari­metrie-Beobach­tungen mit ALMA gezeigt”, erklärt Hiroshi Nagai, Leiter des Nachweis­teams am National Astro­nomical Obser­vatory of Japan. Das sei ein wichtiger Meilen­stein für das Projekt. Denn magne­tische Felder sind für viele kosmische Gegeben­heiten von Relevanz. Sie sind jedoch häufig schwer zu vermessen. Die Polari­metrie ist eine der wenigen Methoden, die ausführ­lichere Aussagen über die magne­tischen Felder zulässt. Die polari­sierten Komponenten – die Observable bei der Polari­metrie – betragen lediglich einige wenige Prozent der gesamten Strahlung an Radiowellen eines Objekts. Eine hohe Sensi­tivität ist deshalb essenziell, um präzise Polari­metrie-Unter­suchungen durchzuführen.

ESO / JOL

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