Galaxien mit Radiohüllen

Galaxien mit Radiohüllen

13.10.2015
© J. English (University of Manitoba) u.a. - s. Infokasten rechts

Ausgedehnte Hüllen von kosmischer Strahlung und von Magnetfeldern ober- und unterhalb von Galaxien kommen wesentlich häufiger vor als bisher gedacht. Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung der RUB hat diese sogenannten Halos erstmals umfassend untersucht.

Im Projekt CHANG-ES ("Continuum Halos in Nearby Galaxies, an EVLA Survey") erforschen Wissenschaftler von vier Kontinenten der Erde gemeinsam den Ursprung und die Entwicklung der Radiohüllen von Galaxien. Dabei geht es um Radiostrahlung, die entsteht, wenn sich kosmische Teilchen in den Magnetfeldern der Grenzschicht zwischen Galaxienscheiben ("Disks") und Halos bewegen. Ziel ist es, die Verbindung und Wechselwirkung zwischen Halos und Disks zu verstehen.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum sowie zweier Max-Planck-Institute (Radioastronomie in Bonn und extraterrestrische Physik in Garching) gehören zu den Ko-Autoren der Studie. Beobachtet wurden 35 nahegelegene "Edge-on"-Galaxien – das sind Spiralgalaxien, die man genau von der Seite aus sieht – mit dem Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Radioteleskop in New Mexico, USA. Aus der Überlagerung dieser Galaxienbeobachtungen wurde jetzt ein gemitteltes Bild erzeugt, das zum ersten Mal die "typische" Ausdehnung dieser Milchstraßen-ähnlichen Objekte bei Radiofrequenzen zeigt.

Das Ergebnis: "Wir wussten schon vorher von der Existenz von einigen dieser Halos, aber mit der vollen Leistungsstärke des VLA und mit der Anwendung neuartiger Bildverarbeitungstechniken können wir nachweisen, dass diese Halos bei Spiralgalaxien wesentlich häufiger zu finden sind als bis jetzt angenommen", sagt  Judith Irwin von der Queen's University in Kingston (Kanada). Sie ist Leiterin des CHANG-ES-Projekts und "Visiting International Professor" an der Ruhr-Universität Bochum.

Ein spektakuläres Bild

Um abzuschätzen, welche Ausdehnung ein "typischer" Halo in einer Galaxie zeigt, haben die Forscher die Radiobilder von über 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 Judith Irwin, "ist ein spektakuläres Bild, auf dem man sieht, dass kosmische Strahlung und Magnetfelder nicht nur die Galaxienscheibe durchdringen, sondern auch den Raum weit ober- und unterhalb der Scheibe erfüllen."

"Wir haben Radiohalos von individuellen Galaxien bereits seit einiger Zeit untersucht", erklärt Ralf-Jürgen Dettmar vom Astronomischen Institut der RUB. "Die CHANG-ES Stichprobe von Galaxien gibt uns jetzt einen statistischen Zugang zur Wechselwirkung zwischen Halos und Galaxienscheiben." Eines seiner primären Forschungsobjekte, die Galaxie NGC 5775, diente als Muster für die Darstellung des zentralen Sternentstehungsgebiets in der Abbildung. Die neuen Erkenntnisse sind nun Ausgangspunkt für mehrere Doktorarbeiten an der RUB. Um die Daten zu gewinnen, sind einige der beteiligten Doktoranden mit Unterstützung der Ruhr University Research School nach New Mexico gereist.

Redaktion: Jens Wylkop

Weitere Informationen

Prof. Dr. Ralf-Jürgen Dettmar, Astronomisches Institut der RUB, Tel. 0234/32-23454 dettmar@astro.rub.de

Arpad Miskolczi, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Astronomischen Institut der RUB, Tel. 0234/32-23450 miskolczi@astro.rub.de

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Bildzeile und Copyright

Zusammengesetztes Bild einer von der Seite gesehenen Spiralgalaxie mit einem ausgedehnten Halo, der durch fast lichtschnelle geladene kosmische Teilchen im Magnetfeld der Galaxie erzeugt wird. Der ausgedehnte Bereich in blaugrauer Farbe in diesem Bild wurde durch die Mittelung der Radiohalos aus Beobachtungen von insgesamt 30 verschiedenen Galaxien mit dem Very Large Array erzeugt. Im Zentrum der Abbildung ist eine Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops der Galaxie NGC 5775 im sichtbaren Licht dargestellt. Das Hubble-Bild zeigt nur den inneren Teil der Sternentstehungsregion in dieser "Durchschnittsgalaxie".
Bildrechte: 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