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PLANCK
Ein magnetischer Fingerabdruck der Milchstraße
von Stefan Deiters
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6. Mai 2014

Die ESA hat heute eine neue Aufnahme vorgestellt, die einen Eindruck vom Magnetfeld unserer Heimatgalaxie vermittelt. Sie basiert auf Messungen des Satelliten Planck. Dieser hatte polarisiertes Licht erfasst, das von kosmischem Staub ausgesandt wurde. Diese Daten sind auch wichtig, um Strukturen in der kosmischen Hintergrundstrahlung fehlerfrei deuten zu können.

Magnetfeld der Milchstraße

Der magnetische Fingerabdruck der Milchstraße. Bild: ESA und die Planck Collaboration [Großansicht]

Die europäische Weltraumagentur ESA hat heute ein neues Bild vorgestellt, das auf Daten des inzwischen außer Dienst gestellten Satelliten Planck beruht. Es zeigt eine Art Fingerabdruck des Magnetfelds unserer Milchstraße. Möglich wurde diese Darstellung durch die Messung von polarisierter Strahlung, die von interstellaren Staubpartikeln ausgesandt wurde.

Zwischen den Sternen unserer Galaxie befindet sich auch kalter Staub, der Licht in sehr langen Wellenlängen aussendet. Das Magnetfeld, das unsere Galaxie durchzieht, hat einen Einfluss auf die Ausrichtung der Staubpartikel, was wiederum zu einer Polarisation des von diesen abgestrahlten Lichts führt. Die Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung des Lichts.

Erfasst man also nun das Licht, das von intergalaktischem Staub abgestrahlt wird und bestimmt seine Polarisation, erfährt man auch etwas über die Struktur des Magnetfelds unserer Milchstraße - insbesondere über die Orientierung der an den Himmel projizierten Feldlinien dieses Magnetfelds.

Auf der jetzt vorgestellten Aufnahme stehen dunklere Bereiche für stärker polarisierte Emissionen, die Riffelungen verraten etwas über die Richtung des Magnetfelds, wie es an den Himmel projiziert erscheint. Da das Magnetfeld der Milchstraße eine dreidimensionale Struktur hat, ist diese Ausrichtung nicht immer leicht zu interpretieren. In einigen Bereichen werden allerdings deutlich großräumigere Strukturen sichtbar.

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Das dunkle Band, das horizontal durch das Bild verläuft, ist die galaktische Scheibe. Hier ist eine deutliche großräumige Orientierung zu erkennen, da das Magnetfeld dort hauptsächlich parallel zur Ebene der Milchstraße verläuft. Aus den Daten lassen sich zudem Variationen der Polarisationsrichtung in nahegelegenen Wolken aus Gas und Staub ablesen. Zu erkennen ist dies beispielsweise an den verwirbelten Strukturen oberhalb und unterhalb der Scheibe.

Für die Astronomen sind die Daten nicht nur interessant, weil sie etwas über die großräumige Struktur des Magnetfelds der Milchstraße verraten. Die zur Erstellung der Karte ausgewertete Strahlung überlagert nämlich auch bestimmte Strukturen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, die den Wissenschaftlern etwas über den Zustand des Universums kurze Zeit nach dem Urknall verrät.

Die Messung dieser Hintergrundstrahlung und ihrer Polarisation ist eines der Hauptziele der Planck-Mission. In diesen Daten könnten sich beispielsweise auch Hinweise auf Gravitationswellen finden lassen, die unmittelbar nach dem Urknall entstanden sind. Im März hatten Wissenschaftler, die ein Teleskop in der Antarktis verwenden, Indizien für solche Gravitationswellen in ihren Daten entdeckt (astronews.com berichtete). Der Nachweis basierte allerdings auf der Annahme, dass polarisierte Emissionen im Vordergrund in der beobachteten Region vernachlässigbar gering sind - was offenbar nicht unbedingt der Fall sein muss.

Noch in diesem Jahr will das Planck-Team Daten über die Beobachtung von polarisiertem Licht am gesamten Himmel in sieben verschiedenen Frequenzen veröffentlichen. Damit sollte es dann möglich sein, "Verschmutzungen" des Signals der kosmischen Hintergrundstrahlung mit großer Zuverlässigkeit zu erkennen und so die tatsächliche Polarisation des urzeitlichen Lichts zu bestimmen.

Die aktuellen Daten und Auswertungen sind in insgesamt vier Fachartikeln beschrieben, die in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen sind.

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siehe auch
Kosmologie: Erster direkter Beweis für Inflation? - 18. März 2014
Planck: Weltraumteleskop wurde abgeschaltet - 23. Oktober 2013
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org (1)
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org (2)
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org (3)
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org (4)
Planck, Seite der ESA
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