30.10.2020

Magnetfeld als schützender Galaxien-Mantel

Gasschweif in Jellyfish-Galaxie zeigt hohen Anteil polarisierter Strahlung entlang seiner Ausrichtung.

Als Jellyfish-Galaxien werden Galaxien bezeichnet, die in das Zentrum eines Galaxien­haufens stürzen und dabei einen Gasschweif ausbilden. Dieser entsteht, während sich die Galaxie auf das Zentrum des Haufens zubewegt und dabei das interstellare Gas in die entgegen­gesetzte Richtung gedrückt wird. So erhalten die Galaxien ihr charakteristisches Erscheinungs­bild, das an eine Qualle (englisch: Jellyfish) erinnert. In früheren Studien ließ sich bereits nachweisen, dass sich in diesem Gasschweif Sterne bilden können – allerdings war bisher unklar, welche Einfluss­größen dazu führen. So ist unter anderem bekannt, dass Magnetfelder in Galaxien zur Stern­entstehung beitragen können. Doch spielen sie auch in den Gasschweifen von Jellyfish-Galaxien eine Rolle?
 

Abb.: Die Galaxie JO206 und ihr geordnetes Magnet­feld (grüne Linien) entlang...
Abb.: Die Galaxie JO206 und ihr geordnetes Magnet­feld (grüne Linien) entlang des Gasschweifes. Die pinken Objekte charakterisieren H-Alpha-Emission, die möglicher­weise einen Hinweis auf neu entstehende Sterne gibt. (Bild: ESO / GASP collaboration)

In einer aktuellen Veröffentlichung geht ein deutsch-italienisches Team nun dieser Frage auf den Grund. Ancla Müller und Ralf-Jürgen Dettmar von der Ruhr-Universiät Bochum beschreiben die Ergebnisse gemeinsam mit Christoph Pfrommer und Martin Sparre vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) sowie Kollegen des Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) aus Padua, Selargius und Bologna. Sie analysierten die Magnet­feld­struktur der Jellyfish-Galaxie JO206 und konnten zeigen, dass nicht nur die Galaxien­scheibe ein starkes Magnetfeld besitzt, sondern auch der Gasschweif. Aus dem ungewöhnlich hohen Anteil an polarisierter Strahlung konnten sie schließen, dass das Feld sehr genau entlang des Schweifs ausgerichtet ist. 

„Während die Galaxie auf das Zentrum des Galaxienhaufens einfällt, findet eine Wechselwirkung mit dem Medium zwischen den einzelnen Galaxien und dessen Magnetfeld statt“, erklärt Ancla Müller. Dieser Prozess könnte das Magnetfeld von JO206 verstärken und auch den hohen Anteil an polarisierter Strahlung erzeugen. Um diese ungewöhnlichen Parameter zu erklären, kamen im Anschluss Computer­simulationen zum Einsatz, mittels derer die Wissenschaftler eine Theorie entwickelten: Demnach stürzt JO206 mit hoher Geschwindigkeit ins Zentrum des Galaxien­haufens, sodass die Magnetfelder wechselwirken und heiße Winde aus dem Medium zwischen den Galaxien zu Ansammlungen von Plasma führen. 

Teile dieses Gemischs aus Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen kondensieren an den äußeren Schichten des Gasschweifs und mischen sich dort mit der restlichen Materie. „Während die Jellyfish-Galaxie durch den Galaxien­haufen fliegt, legt sich dessen Magnetfeld wie ein Mantel um die Galaxie und wird durch die große Galaxien­geschwindigkeit und Kühleffekte weiterhin verstärkt und geglättet”, erklärt Pfrommer. Die magnetische Schicht schützt den Gasschweif davor, auseinanderzufallen. Diesen Ergebnissen zufolge wäre ausreichend Material für die Stern­entstehung im Gasschweif von JO206 vorhanden. Weitere Messungen an anderen Objekten müssen nun zeigen, ob sich diese Theorie bestätigen lässt.

AIP / DE

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