Frühe magnetische Galaxie wirft Licht auf die Milchstraßen-Historie
07/09/23 01:39
Der Nachweis eines Magnetfelds in einer Galaxie, die vor weniger als 2,5 Milliarden Jahren nach dem Urknall existierte, unterstreicht die entscheidende Bedeutung solcher Felder im Entwicklungsprozess von Galaxien.
In einer fernen Galaxie, die mehr als 11 Milliarden Jahre in der Vergangenheit existierte, haben Forscher ein enormes Magnetfeld entdeckt, das sich über eine Strecke von 16.000 Lichtjahren erstreckt. Dieses Magnetfeld wurde durch die Verwendung einer Gravitationslinse sichtbar gemacht, die das Licht dieser alten Galaxie vergrößerte. Obwohl Magnetfelder in Galaxien weit verbreitet sind, ist es das erste Mal, dass Astronomen solch ein galaktisches Magnetfeld so früh in der Geschichte des Universums identifiziert haben.
Die bahnbrechende Entdeckung wurde mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile gemacht. Ein internationales Team von Astronomen, unter der Leitung von Astrophysiker Jim Geach von der University of Hertfordshire in Großbritannien, führte diese Forschung durch.
Diese Galaxie erhielt die Bezeichnung 9io9 (abgekürzt für ihre vollständige Identifikationsnummer, ASW0009io9) und wurde erstmals im Jahr 2014 im Rahmen des Bürgerwissenschaftsprojekts "Space Warps" entdeckt. Dieses Projekt wurde in Großbritannien in Zusammenarbeit mit der BBC-TV-Show "Stargazing Live" ins Leben gerufen und führte zu beeindruckenden 7,5 Millionen Klassifizierungen von galaktischen Verzerrungen in Bildern, die im Rahmen der Canada–France–Hawaii Telescope (CFHT) Legacy Survey aufgenommen wurden.
Das Besondere an dieser Entdeckung ist, dass die Vergrößerung der Galaxie durch eine seltene kosmische Konstellation verursacht wurde, die als Einsteinring bekannt ist. Diese Erscheinung tritt auf, wenn eine entfernte Galaxie, ein massereiches Objekt im Vordergrund (entweder eine riesige Galaxie oder ein Galaxienhaufen) und die Erde fast perfekt über Milliarden von Lichtjahren hinweg ausgerichtet sind.
Jim Geach, der erstmals im Jahr 2014 die Beobachtungen von 9io9 leitete, hat kürzlich ein Forschungsteam geleitet, das mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) das von interstellaren Staubkörnern ausgestrahlte Licht in einer weit entfernten Galaxie nachweisen konnte. Diese winzigen Staubkörner sind oft mit Metallen angereichert und richten sich nach dem Magnetfeld der Galaxie aus. Diese Ausrichtung führt dazu, dass das von den Staubkörnern emittierte langwellige Licht polarisiert wird. In einfachen Worten ausgedrückt, bedeutet Lichtpolarisation, dass die Lichtwellen in eine bestimmte Richtung schwingen, vergleichbar mit dem Effekt, den Sonnenbrillen haben, die nur Licht einer bestimmten Schwingungsrichtung durchlassen.
Es ist bekannt, dass alle Galaxien, einschließlich unserer Milchstraße, ein weit verbreitetes Magnetfeld enthalten, das sich in den molekularen Gas- und Staubwolken einer Galaxie erstreckt. Allerdings bleibt der Ursprung dieser galaktischen Magnetfelder ein Rätsel, über das wir erstaunlich wenig wissen, obwohl sie eine entscheidende Rolle in der Entwicklung von Galaxien spielen.
Die Galaxie 9io9, die wir in dieser Studie beobachten, existierte zu einer Zeit, als das Universum gerade einmal 2,5 Milliarden Jahre alt war.
Diese Entdeckung liefert uns neue Hinweise darauf, wie diese gigantischen galaktischen Magnetfelder entstehen. Tatsächlich deutet die Untersuchung von 9io9 darauf hin, dass diese galaktischen Magnetfelder, wie immer sie auch entstehen mögen, dies in einem vergleichsweise frühen und raschen Stadium der Galaxienentwicklung tun müssen. Das detektierte Magnetfeld ist nicht besonders stark und misst nur 500 Mikrogauß oder weniger. Das ist tausendmal schwächer als das Magnetfeld der Erde, das zwischen 25 und 65 Gauss beträgt. Diese Schwäche ist typisch für galaktische Magnetfelder, einschließlich dem der Milchstraße, das mit lediglich 20 bis 40 Mikrogauß gemessen wird. Diese Magnetfelder erscheinen schwach, da sie über enorme Entfernungen in der Galaxie verteilt sind, was zu einer Verdünnung führt. Bei 9io9 erstreckt sich das Magnetfeld beispielsweise über eine Strecke von 16.000 Lichtjahren.
Die Forscher unter Jim Geach vermuten, dass intensive Phasen der Sternenentstehung in der frühen Geschichte von 9io9 dazu beigetragen haben könnten, das Magnetfeld in der gesamten Galaxie zu verteilen. Diese galaktischen Magnetfelder, die sich durch die molekularen Gaswolken ziehen, beeinflussen auch die spätere Sternenbildung, indem sie Ströme von Gas und Staub zu gemeinsamen Regionen leiten. Dort, wo diese Ströme aufeinandertreffen, steigen die Dichte und Temperatur des Gases, was schließlich die Geburt neuer Sterne auslöst.
