Entfernungsrekord für den Nachweis des Magnetfelds einer Galaxie

Es gibt immer wieder neue Rekorde zu verzeichnen. Astronomen haben vor einigen Wochen berichtet, dass sie mit dem Atacama Large Millimeter/Submillimeter-Array (ALMA) das Magnetfeld einer Galaxie nachweisen konnten, die so weit entfernt ist, dass ihr Licht mehr als 11 Milliarden Jahre gebraucht hat, um die Erde zu erreichen.

Die meisten astronomischen Objekte haben Magnetfelder, egal ob es sich nun um Planeten, Sterne oder Galaxien handelt. "Viele Menschen sind sich wahrscheinlich gar nicht bewusst, dass die gesamte Milchstraße und andere Galaxien von Magnetfeldern durchzogen sind, die sich über Zehntausende von Lichtjahren erstrecken", wird James Geach, Professor für Astrophysik an der University of Hertfordshire in Großbritannien und Erstautor der in Nature veröffentlichten Studie in dieser Mitteilung zitiert.

"Wir wissen nur sehr wenig darüber, wie sich diese Felder bilden, obwohl sie für die Entwicklung von Galaxien von grundlegender Bedeutung sind", fügt Enrique Lopez Rodriguez, Forscher an der Universität Stanford (USA), hinzu, der ebenfalls an der Studie beteiligt war. Es ist nicht klar, wie früh im Leben des Universums und wie schnell sich Magnetfelder in Galaxien bilden, da Astronom*innen bisher nur Magnetfelder in Galaxien in unserer Nähe kartiert haben.

Jetzt haben Geach und sein Team mit Hilfe von ALMA, an dem die Europäische Südsternwarte (ESO) beteiligt ist, ein vollständig ausgebildetes Magnetfeld in einer weit entfernten Galaxie entdeckt, das in seiner Struktur dem ähnelt, was in nahen Galaxien beobachtet wird. Das Feld ist etwa 1000 mal schwächer als das Magnetfeld der Erde, erstreckt sich aber über mehr als 16.000 Lichtjahre.

Magnetfeld der Galaxie; Herkunftsnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.

"Diese Entdeckung gibt uns neue Hinweise darauf, wie Magnetfelder im galaktischen Maßstab entstehen", erklärt Geach. Die Beobachtung eines voll entwickelten Magnetfelds zu einem so frühen Zeitpunkt in der Geschichte des Universums deutet darauf hin, dass sich Magnetfelder, die sich über ganze Galaxien erstrecken, schnell bilden können, also während junge Galaxien noch wachsen.

Das Team glaubt, dass die intensive Sternentstehung im frühen Universum eine Rolle bei der Beschleunigung der Entwicklung der Magnetfelder gespielt haben könnte. Außerdem können diese Felder wiederum beeinflussen, wie sich spätere Generationen von Sternen bilden werden. Rob Ivison, Koautor und ESO-Astronom, ergänzt: "Die Entdeckung öffnet ein neues Fenster ins Innenleben von Galaxien, da die Magnetfelder mit dem Material verbunden sind, aus dem neue Sterne entstehen."

Für diese Entdeckung suchte das Team nach Licht, das von Staubkörnern in einer weit entfernten Galaxie namens 9io9 [1], ausgesandt wurde. Galaxien sind vollgepackt mit Staubkörnern. Wenn ein Magnetfeld vorhanden ist, richtet sich der Staub aus und das von ihnen ausgesandte Licht wird polarisiert. Das bedeutet, dass die Lichtwellen nicht mehr zufällig, sondern entlang einer bevorzugten Richtung schwingen. Als ALMA ein polarisiertes Signal von 9io9 entdeckte und kartierte, wurde das Vorhandensein eines Magnetfeldes in einer sehr weit entfernten Galaxie zum ersten Mal bestätigt.

"Kein anderes Teleskop hätte dies erreichen können", schließt Geach. Man hofft, dass diese und künftige Beobachtungen entfernter Magnetfelder das Geheimnis der Entstehung dieser grundlegenden galaktischen Merkmale zu lüften vermögen.