Forschung

Spiralgalaxie mit riesigem Magnetfeld

22.07.2020 - Neuartige kosmische Magnetfeldstrukturen in der Galaxie NGC 4217 entdeckt.

Spiralgalaxien wie unsere Milchstraße können weit ausgedehnte Magnet­felder besitzen. Zu ihrer Entstehung gibt es verschiedene Theorien, bislang ist sie aber nicht genau verstanden. Ein inter­nationales Forscher­team hat jetzt das Magnet­feld der Spiral­galaxie NGC 4217 detailliert auf der Basis radio­astro­nomischer Beobachtungen analysiert und zuvor nicht bekannte Magnet­feld­strukturen entdeckt. Die Daten weisen darauf hin, dass Stern­entstehung und Supernovae verant­wort­lich für die sichtbaren Strukturen sind. Die unter­suchten Daten stammen aus dem Projekt „Continuum Halos in Nearby Galaxies – an EVLA Survey“ (CHANG-ES), in dem 35 Galaxien radio­astronomisch vermessen wurden. NGC 4217 ähnelt der Milch­straße und ist etwa 67 Millionen Licht­jahre entfernt. Die Forscher hoffen, einige ihrer Erkennt­nisse auch auf unsere Heimat­galaxie über­tragen zu können.

Bei der Auswertung der Daten von NGC 4217 fanden Wissen­schaftler gleich mehrere bemerkens­werte Strukturen. Die Galaxie weist eine auch schon bei anderen Galaxien beobachtete X-förmige Magnet­feld­struktur auf, die sich von der Galaxien­scheibe über 20.000 Licht­jahre weit nach außen erstreckt. Neben der X-Form fand das Team eine Helix-Struktur, sowie zwei große Blasen­strukturen, auch Super­bubbles genannt. Letztere gehen von Orten aus, an denen viele masse­reiche Sterne als Supernovae explodieren, aber auch Sterne gebildet werden, die dabei Sternwinde aussenden. Daher vermuten die Wissen­schaftler einen Zusammen­hang zwischen den Phänomenen.

„Es ist faszinierend, dass wir mit Radio-Polari­sa­tions­messungen bei jeder Galaxie unerwartete Phänomene entdecken”, bemerkt Rainer Beck vom MPI für Radio­astronomie in Bonn. „Hier bei NGC 4217 sind es riesige magnetische Gasblasen und ein Helix-Magnetfeld, das sich in den Halo der Galaxie schraubt." Außerdem offenbarte die Analyse große Ring-Strukturen in den Magnet­feldern entlang der ganzen Galaxie. „Das wurde so zuvor noch nie beobachtet“, sagt Yelena Stein vom Centre de Données astro­no­miques de Strasbourg. „Wir vermuten, dass die Strukturen durch die Stern­entstehung zustande kommen, weil an diesen Stellen Materie nach außen geschleudert wird.“

Für ihre Analyse kombinierten die Forscher unter­schied­liche Methoden, mit denen sie die geordneten und die chaotischen Magnetfelder der Galaxie sowohl entlang der Sicht­linie als auch senkrecht dazu sichtbar machen konnten. So ergab sich ein umfassendes Bild der Strukturen.

Um diese zu verdeutlichen, brachte Stein die radio­astro­nomisch ausge­werteten Daten mit einem Bild von NGC 4217 zusammen, das im Bereich des sicht­baren Lichts aufge­nommen worden war. „Es war mir wichtig, die Daten anschau­lich zu machen“, sagt Stein. „Denn wenn man über Galaxien nachdenkt, kommen einem nicht als erstes Magnet­felder in den Sinn, obwohl sie gigantisch groß sein können und einzig­artige Strukturen annehmen. Das Bild soll die Magnet­felder mehr in den Fokus rücken.“

MPIfR / RK

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