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Die magnetischen Schleifen von NGC 4631
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
27. November 2019
Mit dem Very Large Array wurde jetzt erstmals ein
gleichförmiges Magnetfeld über Skalen von einigen Tausend Lichtjahren im äußeren Halobereich der Galaxie NGC 4631 nachgewiesen. Das Team entdeckte zudem
Umkehrungen im großräumigen Magnetfeld in Form von gigantischen magnetischen
Schleifen. Der Fund liefert Hinweise auf die Entstehung regulärer Magnetfelder
in Spiralgalaxien.
Die Spiralgalaxie NGC 4631 ist von der Kante aus
sichtbar. Die Karte zeigt die Galaxienscheibe
(Rosa) und Struktur des Magnetfelds (Blau bzw.
Grün), das sich über die Scheibe hinaus in den
ausgedehnten Halo der Galaxie erstreckt. Bild:
J. English, Radiodaten: Jansky-VLA (S. Mora-Partiarroyo
et al. 2019), optische Daten: Mayall 4-m-Teleskop
(M. Patterson R. Walterbos), Software-Programm
für Magnetfeldlinien: A. Miskolczi [Großansicht] |
NGC 4631, aufgrund ihrer optischen Erscheinungsform auch "Walgalaxie"
genannt, liegt in einer Entfernung von 25 Millionen Lichtjahren von der Erde in
Richtung des Sternbilds Jagdhunde (Canes Venatici). Mit einem Durchmesser von
ca. 80.000 Lichtjahren ist sie etwas kleiner als unsere Milchstraße. Diese
Galaxie wurde von dem berühmten deutsch-britischen Astronomen Sir William
Herschel im Jahr 1787 entdeckt. Sie hat eine wesentlich kleinere elliptische
Galaxie, NGC 4627, als Begleiter.
Beobachtungen der polarisierten Radiostrahlung von NGC 4631 mit dem
Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) zeigen gleichförmige Magnetfelder, die
sich bis weit ober- und unterhalb der Galaxienscheibe erstrecken. "Zum ersten
Mal haben wir den Nachweis eines großskaligen zusammenhängenden Magnetfelds weit
draußen im Halo einer Spiralgalaxie mit gleichgerichteten Feldlinien über eine
Größenordnung von Tausenden von Lichtjahren. Wir sehen sogar ein regelmäßiges
Muster bei der Umkehr des Magnetfelds im Halo", sagt Marita Krause,
Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn.
Die abgeleitete Feldstärke von vier Mikrogauß für das Magnetfeld im Halo ist
überraschend hoch; sie ist vergleichbar mit der Feldstärke regulärer
Magnetfelder in den Scheiben von Galaxien. Für ein internationales Team von
Astronominnen und Astronomen, die Teil des Forschungsprojekts "Continuum HAlos
in Nearby Galaxies - an EVLA Survey" (CHANG-ES) sind, deutet das Bild auf ein
großskaliges zusammenhängendes Magnetfeld hin, das durch einen Dynamoeffekt
innerhalb der Galaxie verstärkt wird und in der Form von gigantischen
magnetischen Schleifen weit senkrecht über die Galaxienscheibe hinausragt. Das
CHANG-ES-Projekt wird von Judith Irwin von der Queens-Universität in Ontario
geleitet.
"Im Moment kommt es mir so vor wie im Gleichnis von den blinden Männern und
dem Elefanten. Bei jedem Versuch, das Magnetfeld auf unterschiedliche Weise zu
verstehen, kommen wir zu einem anderen Schluss über seine physikalische Natur.
Unsere Modelle deuten aber darauf hin, dass die Magnetfeldlinien konusförmig
verdrillt von den Spiralarmen aufsteigen", sagt Richard Henriksen von der
Queens-Universität.
Die Ergebnisse wurden durch die Kombination von Radiobeobachtungen mit dem
VLA in unterschiedlichen Konfigurationen erzielt, um gleichzeitig großskalige
Strukturen und feine Details innerhalb von NGC 4631 abbilden zu können. Die
Analyse der beobachteten Radiostrahlung der Galaxie zeigt die sowohl die Stärke
der Magnetfelder als auch deren Ausrichtung.
Die Forscherinnen und Forscher verfügen nun über eine Technik zur Bestimmung
von Magnetfeldlinien, die auch auf andere Galaxien angewandt werden kann, um
herauszufinden, ob solche zusammenhängenden Magnetfelder in den Halos von
Galaxien den Normalfall bilden, und in welcher Gestalt sie auftreten. Diese
ausgedehnten Magnetfelder im Halo dürften auch ein Bindeglied zu
intergalaktischen Magnetfeldern darstellen und so dazu beitragen, deren Ursprung
zu verstehen, der bisher noch rätselhaft ist.
Über die Beobachtungen berichten das Team in einem Fachartikel, der in
der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen ist.
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