VLA beobachtet neue Magnetfeldstrukturen in der Walgalaxie NGC 4631

Kompositbild der Walgalaxie NGC 4631 und ihrer Magnetfelder, basierend auf Daten des Very Large Array und des Mayall 4-Meter-Teleskops. (Credits: Composite image by Jayanne English of the University of Manitoba, with NRAO VLA radio data from Silvia Carolina Mora-Partiarroyo and Marita Krause of the Max-Planck Institute for Radio Astronomy)
Kompositbild der Walgalaxie NGC 4631 und ihrer Magnetfelder, basierend auf Daten des Very Large Array und des Mayall 4-Meter-Teleskops. (Credits: Composite image by Jayanne English of the University of Manitoba, with NRAO VLA radio data from Silvia Carolina Mora-Partiarroyo and Marita Krause of the Max-Planck Institute for Radio Astronomy)

Dieses Bild der Walgalaxie NGC 4631 offenbart haarähnliche Filamente ihres Magnetfeldes, die sich oberhalb und unterhalb der galaktischen Ebene ausbreiten. Das Bild enthält Daten des Karl G. Jansky Very Large Array der National Science Foundation.

Wir betrachten die Spiralgalaxie von der Seite, wobei ihre Scheibe aus Sternen in Pink dargestellt ist. Die Filamente, dargestellt in Grün und Blau, erstrecken sich bis jenseits der Scheibe in den ausgedehnten Halo der Galaxie hinein. Grün zeigt Filamente an, deren Magnetfelder grob in unsere Richtung weisen, und Blau zeigt Filamente mit Magnetfeldern an, die von uns wegweisen. Dieses Phänomen, bei dem das Magnetfeld seine Richtung ändert, wurde bislang noch nie im Halo einer Galaxie beobachtet.

“Dies ist das erste Mal, dass wir klar das beobachtet haben, was Astronomen als großräumige, kohärente Magnetfelder tief im Halo einer Spiralgalaxie bezeichnen, wobei die Magnetfeldlinien über Distanzen von tausend Lichtjahren in die gleiche Richtung zeigen. Wir sehen sogar ein regelmäßiges Muster bei der Richtungsänderung dieses geordneten Feldes”, sagte Marita Krause vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn (Deutschland).

Ein internationales Astronomenteam unter Leitung von Judith Irwin von der Queen’s University in Ontario (Kanada) sagte, das Bild spreche für ein großräumiges, kohärentes Magnetfeld, das durch Dynamoeffekte innerhalb der Galaxie erzeugt wird und in der Form gigantischer Magnetbänder senkrecht zu der Scheibe nach außen spiralt. Das Team ist Teil des CHANG-ES-Projekts (Continuum HAlos in Nearby Galaxies – an EVLA Survey).

“Wir sind ein bisschen wie der blinde Mann und der Elefant, weil wir jedes Mal, wenn wir die Galaxie auf andere Weise betrachten, zu einer anderen Schlussfolgerung über ihre Natur gelangen. Allerdings scheinen wir eine der seltenen Gelegenheiten zu haben, bei denen eine klassische Theorie über magnetische Generatoren – Dynamos – die Beobachtungen von NGC 4631 recht gut vorhersagten. Unser Dynamomodell erzeugt spiralende Magnetfelder im Halo, die eine Erweiterung der normalen Spiralarme in der Scheibe der Galaxie sind”, sagte Richard Henriksen von der Queen’s University. Die Wissenschaftler setzen ihre Arbeit fort, um ihr Wissen über die gesamte Magnetstruktur der Galaxie zu verfeinern.

Das Bild wurde durch die Kombination verschiedener Beobachtungen mit den Riesenantennen des Very Large Array in unterschiedlichen Konfigurationen erstellt, um sowohl große Strukturen als auch feine Details innerhalb der Galaxie abzubilden. Die natürlicherweise emittierten Radiowellen von der Galaxie wurden analysiert, um die Magnetfelder und deren Ausrichtungen darzustellen.

Die Wissenschaftler sagen, die zur Bestimmung der Richtung der Magnetfelder verwendeten Techniken können jetzt auf diese und andere Galaxien angewandt werden, um wichtige Fragen hinsichtlich dessen zu beantworten, ob kohärente Magnetfelder in galaktischen Halos häufig vorkommen und welche Formen sie haben.

Die Erstellung eines solchen Bildes könne den Forschern zufolge wichtige Fragen darüber beantworten, wie Galaxien Magnetfelder bekommen und ob all diese Felder durch Dynamoeffekte produziert werden. Können diese galaktischen Halofelder den rätselhaften Ursprung der sogar noch größeren beobachteten intergalaktischen Magnetfelder erklären?

NGC 4631 liegt rund 25 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbildes Canes Venatici (Jagdhunde) und hat einen Durchmesser von etwa 80.000 Lichtjahren, ein wenig kleiner als unsere eigene Milchstraßen-Galaxie. Sie wurde im Jahr 1787 von dem berühmten britischen Astronomen Sir William Herschel entdeckt. Dieses Bild zeigt auch eine Begleitgalaxie namens NGC 4627, eine kleine elliptische Galaxie oberhalb von NGC 4631.

Das National Radio Astronomy Observatory ist eine Einrichtung der National Science Foundation, betrieben von Associated Universities, Inc im Rahmen eines Kooperationsvertrags. Die Ergebnisse wurden im Journal Astronomy & Astrophysics veröffentlicht. Die theoretischen Modelle werden von Woodfinden et al in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society beschrieben.

Quelle

(THK)

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