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GALAXIEN
Auf der Spur der ausgedehnten Radiohalos
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
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14. Oktober 2015

Mit dem Karl G. Jansky Very Large Array haben Astronomen die ausgedehnten Halos von insgesamt 35 Spiralgalaxien untersucht. Dabei stellten die Astronomen fest, dass diese Halos bei Spiralgalaxien offenbar wesentlich häufiger zu finden sind als bislang angenommen wurde. Mit den Beobachtungen konnte auch eine über 50 Jahre alte Vorhersage bestätigt werden.

Radiohalo

Zusammengesetztes Bild einer von der Seite aus gesehenen Spiralgalaxie mit einem ausgedehnten Halo, der durch fast lichtschnelle Partikel im Magnetfeld der Galaxie erzeugt wird. Bild: Jayanne English (U. Manitoba) mit Unterstützung durch Judith Irwin und Theresa Wiegert (Queen’s U.) für das CHANG-ES Konsortium; NRAO/AUI/NSF; NASA/STScI [Großansicht]

CHANG-ES (die Abkürzung steht für Continuum Halos in Nearby Galaxies, an EVLA Survey) ist ein internationales Forschungsprojekt, in dessen Rahmen der Ursprung und die Entwicklung von ausgedehnten Radiohüllen, sogenannten Halos, in Galaxien erforscht werden soll. Die Wissenschaftler untersuchen dabei den Übergang von den Galaxienscheiben zu den Halos, indem sie deren Radiostrahlung messen, die durch kosmische Strahlung in Magnetfeldern erzeugt wird.

Die Radiostrahlung liefert dabei wichtige Informationen über die Stärke und Struktur des Magnetfeldes. Das Ziel ist, die Verbindung und Wechselwirkung zwischen den ausgedehnten Halos und den Galaxienscheiben zu verstehen. Die Max-Planck-Institute für Radioastronomie in Bonn und für extraterrestrische Physik in Garching sowie die Ruhr-Universität Bochum waren an einer vor kurzem vorgestellten Untersuchung einer Stichprobe von 35 nahen von der Seite aus gesehenen Spiralgalaxien beteiligt.

Die Radiobeobachtungen wurden mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Teleskopnetzwerks in zwei Frequenzbereichen durchgeführt. Die Beobachtungen waren möglich geworden, nachdem das VLA mit modernster digitaler Empfängertechnik für mehr als 100 Millionen Dollar aufgerüstet wurde.

"Wir wussten schon vorher von der Existenz von einigen dieser Halos, aber mit der vollen Leistungsstärke des VLA nach dem Upgrade, und mit der Anwendung neuartiger Bildverarbeitungstechniken können wir jetzt nachweisen, dass diese Halos bei Spiralgalaxien wesentlich häufiger zu finden sind als bis jetzt angenommen", erläutert Judith Irwin von der Queen's University im kanadischen Kingston, die Leiterin des CHANG-ES-Projekts.

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Bei Spiralgalaxien wie unserer Milchstraße findet man den überwiegenden Anteil von Sternen sowie Gas und Staub in einer flachen rotierenden Scheibe mit Spiralarmen. Der größte Teil des sichtbaren Lichts wie auch der Radiowellen kommt aus dieser Scheibe. Erkenntnisse über den Bereich weit oberhalb und unterhalb der Scheibe waren bisher wegen nicht ausreichender Empfindlichkeit der Teleskope nur schwierig zu erhalten.

"Die Untersuchung der Halos von Galaxien mit Radioteleskopen gibt uns wertvolle Informationen über einen weiten Bereich unterschiedlicher Phänomene wie zum Beispiel die Sternentstehungsrate in der Galaxienscheibe, Winde von explodierenden Sternen sowie Ursprung und Eigenschaften der Magnetfelder von Galaxien", erklärt Theresa Wiegert von der Queen's University.

Um abzuschätzen, welche Ausdehnung ein "typischer" Halo in einer Galaxie zeigt, haben die Forscher die Radiobilder von 30 Galaxien auf den gleichen Maßstab gebracht. Jayanne English von der University of Manitoba in Kanada hat aus diesen Daten ein gemitteltes Galaxienbild erzeugt. Das Resultat, so Irwin, "ist ein spektakuläres Bild, auf dem man sieht, dass kosmische Strahlung und Magnetfelder nicht nur die Galaxienscheibe durchdringen, sondern auch bis weit oberhalb und unterhalb der Scheibe hinausragen."

"Wir haben Radiohalos von individuellen Galaxien bereits seit einiger Zeit untersucht", erklärt Ralf-Jürgen Dettmar von der Ruhr-Universität in Bochum. "Die CHANG-ES Stichprobe von Galaxien gibt uns jetzt einen statistischen Zugang zur Wechselwirkung zwischen Halos und Galaxienscheiben."

Das kombinierte Bild stellt auch die Bestätigung der theoretischen Vorhersage von solchen Halos aus dem Jahr 1961 dar. "Die Ergebnisse unseres Forschungsprojekts helfen uns dabei, eine Reihe von bisher unbeantworteten Fragen zur Sternentstehung und Galaxienentwicklung zu beantworten", unterstreicht Marita Krause vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn.

Über ihre Beobachtungen berichten die Wissenschaftler jetzt in der Zeitschrift The Astronomical Journal.

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siehe auch
Hubble: Gewaltiger Halo aus Gas um die Andromedagalaxie - 8. Mai 2015
Links im WWW
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