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Radioastronomie: Zwei Galaxien auf einen Streich

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Marita Krause und Rainer Beck vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) hat eine neue Methode zur Untersuchung der Magnetfelder von Galaxien im Universum angewandt. Beim Studium von ausgedehnten Gashüllen, der so genannten Halos, im Umfeld von nahegelegenen Galaxien fanden sie über detaillierte Messungen der Radiostrahlung mit dem "Karl G. Jansky Very Large Array" (VLA) heraus, dass eines der Objekte nicht aus einer Galaxie allein besteht. Es sind vielmehr zwei Galaxien in sehr unterschiedlicher Entfernung, die zufällig hintereinander stehen und bisher nicht voneinander unterschieden werden konnten. Eine solche Konstellation zeigt Details von der näheren Galaxie, die ansonsten nicht erfasst werden könnten.
Die Galaxie UGC 10288 mit Radioblasen einer Hintergrundgalaxie

Im Rahmen einer Untersuchung von 35 Galaxien wurde auch UGC 10288 beobachtet, eine von der Seite aus gesehene Spiralgalaxie in rund 100 Millionen Lichtjahren Entfernung. Dabei ergaben Messungen mit dem amerikanischen VLA-Radioteleskop in verschiedenen Konfigurationen die besten Radiokarten, die bisher von dieser Galaxie gemacht werden konnten. Die detaillierten Radiobilder zeigen eine weitere Galaxie in wesentlich größerer Entfernung, die starke Radiostrahlung aussendet und entlang der Sichtlinie fast genau hinter UGC 10288 liegt. In früheren Radiobildern ließen sich beide Galaxien nicht voneinander unterscheiden und verschmolzen so zu einem Objekt. Das ist ein zufälliges Zusammentreffen einer Vordergrundgalaxie mit einer aktiven Radiogalaxie mit ausgedehnten Jets im Hintergrund. Die Hintergrundgalaxie steht dabei in einer wesentlich größeren Entfernung von nahezu sieben Milliarden Lichtjahren.

Die Galaxie UGC 10288 | UGC 10288 ist eine von der Seite aus gesehene Spiralgalaxie. Die in früheren Beobachtungen ermittelte Radiostrahlung wurde nur dieser Galaxie allein zugeschrieben. Jetzt haben neue, sehr detaillierte Messungen der Radiostrahlung mit dem "Karl G. Jansky Very Large Array" (VLA) gezeigt, dass die ausgedehnte Radiostrahlung senkrecht zur Ebene der Galaxie tatsächlich von einer Hintergrundgalaxie in wesentlich größerer Entfernung herrührt, einer aktiven Galaxie mit Radiojets (im Bild in Cyan dargestellt). Das Vordergrundbild von UGC 10288 setzt sich aus Daten von optischen, Infrarot- und Radioteleskopen zusammen. Die Radiodaten erscheinen in Blau.

Diese verbesserten Bilder zeigen, dass UGC 10288 neue Sterne in wesentlich geringerem Ausmaß entstehen lässt als vorher angenommen, weil der überwiegende Teil der Radiostrahlung tatsächlich von der Hintergrundgalaxie stammt. Als Ergebnis einer extrem niedrigen Sternentstehungsrate bildet das Gas in den äußeren Bereichen von UGC 10288 hoch über der Spiralscheibe keine zusammenhängende Hülle.

Die Hintergrundgalaxie und speziell die Tatsache, dass ihre Radiojets ziemlich genau senkrecht zur Scheibe von UGC 10288 angeordnet sind, ermöglichen eine clevere Methode zur Untersuchung der nähergelegenen Galaxie. Die Radiostrahlung der Hintergrundgalaxie, welche die Vordergrundgalaxie passiert, lässt sich dazu benutzen, sonst nicht beobachtbare Eigenschaften der Vordergrundgalaxie zu bestimmen.

Radiojets bei UGC 10288 | Separates Bild der aktiven Hintergrundgalaxie, CHANG-ES A, zusammengesetzt aus Beobachtungen in zwei Radiofrequenzbändern und mit unterschiedlichen Konfigurationen des VLA. Eine zweite Hintergrundgalaxie, CHANG-ES B, erscheint als Punktquelle in der rechten Bildhälfte.

"Die Anwendung der weiter entfernten Galaxie als Hintergrundbeleuchtung ermöglicht uns die Bestimmung des Magnetfelds in unterschiedlichen Bereichen dieser Galaxie", erläutert Marita Krause vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn. "Durch die vertikale Ausrichtung der aktiven Radiogalaxie im Hintergrund können wir das Magnetfeld von UGC 10288 von der Ebene aus bis in hoch darüber gelegene Regionen bestimmen." Die Forscher haben dabei das Magnetfeld mit Hilfe der Faraday-Rotation gemessen, bei der die Polarisationsebene der Radiostrahlung von der Hintergrundgalaxie durch das Magnetfeld der Vordergrundgalaxie gedreht wird.

"Ironischerweise war es sogar so, dass die Radiohelligkeit von UGC 10288 alleine gar nicht ausgereicht hätte, sie in unsere Liste von 35 Galaxien aufzunehmen. Erst die zusätzliche Radiostrahlung der Hintergrundgalaxie machte sie dafür hell genug", schließt Rainer Beck, ebenfalls vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie. "Und damit hätten wir beinahe eine exzellente Gelegenheit für eine Magnetfeldbestimmung verpasst."

Marita Krause und Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn sind Koautoren der Studie. Sie erfolgt im Rahmen eines internationalen Konsortiums von Forschern aus Nordamerika, Europa und Indien, dem "Continuum Halos in Nearby Galaxies – an EVLA Survey" (CHANG-ES) Konsortium unter der Leitung von Judith Irwin (Queen's University, Kingston, Ontario, Kanada).

MPIfR / Red.

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