Schutzhülle: Magnetfeld des Quallensystems

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26. Oktober 2020, 18:20 Uhr.

Ein Gasschwanz verleiht ihnen ein quallenartiges Aussehen: Sogenannte Quallensysteme sind aufgrund ihrer geringen Helligkeit schwer zu untersuchen. Ein internationales Forschungsteam hat nun neue Einblicke in die physikalischen Bedingungen im Gasschwanz dieser Galaxien gewonnen. Eine Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP).

Die Galaxie JO206 und ihr geordnetes Magnetfeld (grüne Linien) entlang der Gasroute. Die rosa Objekte weisen eine H-Alpha-Emission auf, die möglicherweise auf neu entstehende Sterne hinweist. (Bild: ESO / GASP-Zusammenarbeit, angepasst)

Potsdam, 26. Oktober 2020 – Qualifizierende Systeme sind Galaxien, die in das Zentrum einer Galaxie eintauchen und einen Gasschwanz bilden. Es tritt auf, wenn sich die Galaxie in die Mitte der Gruppe bewegt und das interstellare Gas in die entgegengesetzte Richtung drückt. Es verleiht den Galaxien ihr unverwechselbares Aussehen, das an eine Qualle erinnert. In früheren Studien konnte bereits nachgewiesen werden, dass sich in diesem Gasschwanz Sterne bilden können ?? Es war jedoch noch nicht klar, welche Einflussfaktoren dazu führten. Es ist unter anderem bekannt, dass Magnetfelder in Galaxien zur Sternentstehung beitragen können. Aber spielen sie auch eine Rolle in den Gasschwänzen von Quallengalaxien?

In einer aktuellen Veröffentlichung in der Zeitschrift Nature Astronomy geht nun ein deutsch-italienisches Team dieser Frage auf den Grund. Ancla Müller und prof. DR. Ralf-Jürgen Dettmar von der Ruhr-Universität Bochum beschreibt die Ergebnisse zusammen mit prof. DR. Christoph Pfrommer und Dr. Martin Sparre vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und Kollegen des Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) von Padua, Selargius und Bologna. Sie analysierten die Magnetfeldstruktur des JO206-Quallensystems und konnten zeigen, dass nicht nur die Galaxienscheibe ein starkes Magnetfeld aufweist, sondern auch der Gasschwanz. Aus dem extrem hohen Anteil polarisierter Strahlung konnten sie schließen, dass das Feld sehr genau entlang des Schwanzes gerichtet ist. Wenn die Galaxie das Zentrum der Galaxie erreicht, besteht eine Wechselwirkung mit dem Medium zwischen den einzelnen Galaxien und ihrem Magnetfeld, erklärt Ancla Müller. Dieser Prozess kann das Magnetfeld von JO206 verstärken und auch den hohen Prozentsatz polarisierter Strahlung erzeugen.

Um diese ungewöhnlichen Parameter zu erklären, wurden dann Computersimulationen verwendet, mit denen die Wissenschaftler eine Theorie entwickelten: Demnach fällt der JO206 mit hoher Geschwindigkeit in die Mitte der Galaxie, so dass die Magnetfelder interagieren und heiße Winde vom Medium dazwischen kommen Die Galaxien führen zur Ansammlung von Plasma zu Blei. Teile dieser Mischung aus Ionen, Elektronen und neutralen Partikeln kondensieren auf den äußeren Schichten des Gasschwanzes und vermischen sich mit dem Rest der Materie. ?? Während die Quallengalaxie durch die Galaxiengruppe fliegt, dreht sich das Magnetfeld wie ein Mantel um die Galaxie und wird durch die großen Geschwindigkeits- und Kühleffekte weiter verstärkt und geglättet. erklärt prof. Pfrommer. Die Magnetschicht schützt den Gasschwanz vor dem Auseinanderfallen. Nach diesen Ergebnissen wäre ausreichend Material für die Sternentstehung im Gasschwanz von JO206 verfügbar. Weitere Messungen an anderen Objekten sollten nun anzeigen, ob diese Theorie bestätigt werden kann.

Animation:
Visualisierung einer Simulation einer Quallengalaxie
Eine Visualisierung einer Simulation einer Quallengalaxie, die mit dem heißen magnetisierten Gas in einer Galaxie interagiert. Aufgrund der schnellen Bewegung der Galaxie liegt das Magnetfeld (mit den drei Komponenten links) über der Galaxie (Dichteverteilung rechts) und im Zuge der Galaxie sind die Magnetfeldlinien mit dem Schwanz der Galaxie ausgerichtet. Galaxie (wie Sie im mittleren Magnetfeld sehen können). Dichtes Gas kann überleben, wenn es stromabwärts transportiert wird, da sich das heiße Gas im Wind aufgrund der Wechselwirkung ebenfalls abkühlt. Bildnachweis: AIP / M. Rafter

Originalveröffentlichung:
Ancla Müller, Bianca Poggianti, Christoph Pfrommer, Björn Adebahr, Paolo Serra, Alessandro Ignesti, Martin Sparre, Myriam Gitti, Ralf-Jürgen Dettmar, Benedetta Vulcani, Alessia Moretti (2020): Sehr geordnete Magnetfelder im Schwanz der Galaxie J206. Natürliche Astronomie
DOI: 10.1038 / s41550-020-01234-7
https://www.nature.com/articles/s41550-020-01234-7

Was: AIP