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Ein Team von Astronomen hat die erste direkte Messung des Magnetfelds einer jungen Galaxie erhalten und war von ihren Ergebnissen überrascht. Mit dem Robert C. Byrd Green Bank Telescope, dem weltweit größten vollständig steuerbaren Radioteleskop, konnten die Forscher in der Zeit zurückblicken, um das Magnetfeld der entstehenden Galaxie zu messen, wie es vor 6,5 Milliarden Jahren erschien. Überraschenderweise ist das Magnetfeld dieser weit entfernten „Protogalaxie“ mindestens zehnmal größer als der Durchschnittswert in der Milchstraße. „Das war eine völlige Überraschung“, sagte Arthur Wolfe, Professor für Physik am Center for Astrophysics and Space Sciences der UC San Diego, der das Team leitete. „Das von uns gemessene Magnetfeld ist mindestens eine Größenordnung größer als der Durchschnittswert des in unserer eigenen Galaxie nachgewiesenen Magnetfelds.“ Was bedeutet dies für die Theorie des „Dynamoeffekts“ galaktischer Magnetfelder?
Astronomen haben geglaubt, dass die Magnetfelder in unserer eigenen Milchstraße und anderen nahegelegenen Galaxien – die die Geschwindigkeit der Sternentstehung und die Dynamik des interstellaren Gases kontrollieren – aus einem langsamen „Dynamo-Effekt“ entstanden sind. Es wird angenommen, dass in diesem Prozess langsam rotierende Galaxien Magnetfelder erzeugt haben, die sehr allmählich wuchsen, während sie sich über 5 Milliarden bis 10 Milliarden Jahre auf ihr aktuelles Niveau entwickelten.
Bis vor kurzem wussten Astronomen nur sehr wenig über Magnetfelder außerhalb unserer eigenen Galaxie, da sie das Magnetfeld nur in einer nahegelegenen Galaxie direkt gemessen hatten.
Aber im Juli dieses Jahres, a Team aus schweizerischen und amerikanischen Astronomen berichtet dass eine indirekte Messung der Magnetfelder von 20 entfernten Galaxien unter Verwendung des hellen Lichts von Quasaren darauf hindeutet, dass die Magnetfelder junger Galaxien so stark waren, als das Universum nur ein Drittel seines heutigen Alters war, wie sie es heute in den reifen Galaxien sind .
Und nun scheint dieser jüngste direkte Nachweis eines galaktischen Magnetfeldes auch den Dynamoeffekt in Frage zu stellen. Astronomen des Campus der University of California in Berkeley untersuchten eine junge Protogalaxie DLA-3C286, die sich in einer Region des Nordhimmels befindet, die sich im Frühjahr direkt über ihnen befindet.
Wolfe sagte jedoch, dass diese indirekten Messungen und die neueste direkte Messung des Magnetfelds einer entfernten Galaxie durch sein Team „nicht unbedingt Zweifel an der führenden Theorie der Magnetfelderzeugung, dem Mean-Field-Dynamo-Modell, das vorhersagt, dass die Magnetfeldstärken in Galaxien der kosmologischen Vergangenheit viel schwächer sein.“
„Unsere Ergebnisse stellen eine Herausforderung für das Dynamomodell dar, aber sie schließen es nicht aus“, fügte er hinzu. „Das starke Feld, das wir entdecken, liegt eher in Gas mit wenig oder gar keiner Sternentstehung vor, und eine interessante Schlussfolgerung ist, dass das Vorhandensein der Magnetfelder ein wichtiger Grund dafür ist, warum die Sternentstehung in diesen Arten von Protogalaxien sehr schwach ist.“
Wolfe sagte, sein Team habe zwei weitere plausible Erklärungen für das, was sie beobachtet haben. „Wir spekulieren, dass wir entweder ein Feld in Richtung der zentralen Regionen einer massereichen Galaxie sehen, da bekannt ist, dass Magnetfelder in Richtung der Zentren naher Galaxien größer sind. Es ist auch möglich, dass das Feld, das wir entdecken, durch eine Stoßwelle verstärkt wurde, die bei der Kollision zweier Galaxien erzeugt wurde.“
„In jedem Fall“, fügte er hinzu, „weist unsere Entdeckung darauf hin, dass Magnetfelder wichtige Faktoren bei der Entwicklung von Galaxien sein könnten und insbesondere für die niedrigen Sternentstehungsraten verantwortlich sein könnten, die in den gasförmigen Vorläufern junger Galaxien im frühen Universum nachgewiesen wurden.“ .“
„Die Herausforderung jetzt“, sagte J. Xavier Prochaska, ein weiteres Mitglied des Teams und Professor für Astronomie an der UC Santa Cruz, „besteht darin, Beobachtungen wie diese an Galaxien im ganzen Universum durchzuführen.“
Das riesige Radioteleskop, das mit einer Genauigkeit von einer Bogensekunde ausgerichtet werden kann – das entspricht der Breite eines einzelnen menschlichen Haares in einer Entfernung von zwei Metern – ermöglichte es den Astronomen, das Magnetfeld einer einzelnen Galaxie zu messen.
Quelle: UC San Diego
