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Science
07/26/2020

Surreales Bild zeigt chaotisches Magnetfeld von Spiralgalaxie

Die Galaxie ist 67 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und ähnlich unserer Milchstraße.

Die Galaxie NGC 4217 sieht auf den ersten Blick ganz ordentlich aus. Wie die Milchstraße ist sie eine Spiralgalaxie, also ähnlich einer Scheibe. Aus unserem Blickwinkel sehen wir die flache Seite dieser 67 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie.

Was wir aber nicht sehen, ist das chaotische Magnetfeld, welches von dieser Galaxie ausgeht. Forscher haben es jetzt geschafft, dieses Magnetfeld auf einem Bild sichtbar zu machen. Bisher ist relativ wenig bekannt darüber, wie Galaxien Magnetfelder generieren und erhalten. Deshalb hoffen die Forscher von diesem Bild und den Daten Rückschlüsse auf die Milchstraße und deren Magnetfeld ziehen zu können.

Radiowellen helfen

Nur weil Magnetfelder unsichtbar sind, heißt es nicht, dass man sie nicht aufspüren kann. Dabei hilft kosmische Strahlung. Die darin enthaltenen Elektronen werden durch Schockwellen von Supernovae-Überresten auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Diese Elektronen wandern dann den Linien von Magnetfeldern entlang. Dabei entstehen Radiowellen, die Synchrotronstrahlung genannt werden.

Und genau diese Strahlung lässt sich auf der Erde erfassen und damit das Magnetfeld rekonstruieren, das sie erzeugt hat. Daran waren das Sloan Digital Sky Survey und Kitt Peak National Observatory beteiligt, sowie das National Science Foundation's Karl G. Jansky Very Large Array (VLA).

Superblasen im Magnetfeld

Das Ergebnis zeigt ein großes, X-förmiges Magnetfeld. Mit 9 Microgauss ist es relativ schwach – das Magnetfeld der Erde hat 0,5 Gauss. Dafür ist es mit einer Ausdehnung über 22.500 Lichtjahre aber sehr groß.

Das Forscherteam fand auch eine helix-geformte Struktur und 2 große „Superblasen“-Strukturen. Diese Superblasen formen sich üblicherweise in 2 Regionen: Dort, wo viele große Sterne in Supernovae enden und dort, wo neue Sterne geboren werden. Bei letzterem werden starke stellare Winde erzeugt. Da 2 dieser Strukturen im selben Magnetfeld gefunden wurden, vermuten die Forscher, dass deren Entstehung zusammenhängen könne.

Große Schleifen erstmals beobachtet

Die Forscher fanden auch etwas, das bisher noch nie beobachtet wurde: Große Schleifen im gesamten Magnetfeld der Galaxie. Sie vermuten, dass diese Schleifen durch das Formen von Sternen entstanden sind, weil bei diesen Punkten Materie nach außen geworfen wird.

Dazu, wie die Galaxie das Magnetfeld erhalten kann, gibt es eine Hypothese. Das Magnetfeld könnte durch eine Art Dynamo gespeist werden. Auf der Erde passiert das durch flüssiges Eisen im Erdkern. In der Sonne ist es Plasma. In Spiralgalaxien könnte es ebenfalls Plasma sein.

Es sei auch möglich, dass die Kraft der Explosionen von Supernovae, kombiniert mit der Corioliskraft der Galaxie, das große Magnetfeld erzeugt. Die Asymmetrie darin komme dann vermutlich von eindringenden Gasen, die Turbulenzen erzeugen. Um herauszufinden, was tatsächlich die Ursache für dieses chaotische Magnetfeld ist, sind jetzt weitere Untersuchungen nötig.