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Auf der Spur der ausgedehnten Radiohalos
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
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.
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.
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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