Gigantische kosmische Radioquellen entdeckt

Materie ist im Universum nicht gleichmäßig verteilt, sondern in einer netz­artigen Struktur. An den Knoten­punkten dieses kosmischen Netzes befinden sich häufig Tausende von Galaxien. Das Aufeinander­prallen solcher Galaxien­haufen gilt nach dem Urknall als eines der mächtigsten astro­nomischen Ereignisse überhaupt. Bei solchen Kollisionen werden winzige geladene Teilchen fast auf Licht­geschwin­dig­keit beschleunigt. Dadurch entsteht Radio­strahlung, die mit speziellen Teleskopen messbar ist.

Mithilfe des welt­größten Radio­teleskops, dem Low Frequency Array LOFAR, hat ein inter­nationales Team unter Leitung von Virginia Cuciti von der Uni Hamburg jetzt vier Galaxien­haufen aufgespürt, die von einer Hülle schwacher Radio­strahlung umgeben sind. Dieses Phänomen bezeichnet die Forschungs­gruppe als „Megahalos“. Sie sind etwa dreißig Mal größer als alle bisher bekannten Radioquellen. „Wir haben also gigantische kosmische Teilchen­beschleuniger entdeckt“, sagt Cuciti.

„Die Wahr­schein­lich­keit ist groß, dass die vier entdeckten Megahalos nur die Spitze des Eisbergs eines weit verbreiteten kosmo­lo­gischen Phänomens sind und künftige Beob­ach­tungen weitere Megahalos zu Tage fördern werden,“ erläutert Cuciti. „Das bedeutet auch, dass weitere Beobach­tungen Megahalos in viel mehr Galaxien­haufen aufdecken könnten", fügt Marcus Brüggen von der Uni Hamburg hinzu. Megahalos deuten darauf hin, dass die meisten Teile des Universums mit ultra­schnellen Elektronen und mit Magnet­feldern gefüllt sind, und dass es einen Mechanismus geben muss, diese Elektronen sehr effizient zu beschleunigen.

LOFAR ist ein europaweites Netz von Radio­antennen, dessen Kernstück sich in den Nieder­landen befindet. Das Teleskop ist darauf ausgelegt, niedrig­frequente Radiowellen im Bereich von 10 bis 240 MHz aufzu­spüren. Es wird von dem nieder­ländischen Institut für Radio­astronomie betrieben. Frankreich, Deutschland, Irland, Italien, Lettland, Polen, Schweden, Bulgarien und Groß­britannien sind Partner­länder. Aktuell durchläuft LOFAR ein großes Upgrade, um seine Empfind­lichkeit zu erhöhen. Diese Aufrüstung wird es den Forschern ermöglichen, weitere Megahalos zu entdecken.

U. Hamburg / RK

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  V. Cuciti et al., Galaxy clusters enveloped by vast volumes of relativistic electrons, Nature 609, 911 (2022); DOI: 10.1038/s41586-022-05149-3
• Extragalaktische Astrophysik (M. Brüggen), Hamburger Sternwarte, Universität Hamburg