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    Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn

    Originalveröffentlichung

    Zwei Galaxien auf einen Streich

    Überraschende Entdeckung liefert neues Werkzeug zur Untersuchung der Magnetfelder von Galaxien

    3. Dezember 2013

    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 (sogenannten 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.  

    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, die Infrarotdaten vom Spitzer-Teleskop der NASA in Gelb und die Daten des „Wide-field Infrared Survey Explorer“ (WISE) in Orange. Dazu kommen optische Daten vom „Sloan Digital Sky Survey”(SDSS) in Purpur (Sternlicht) und vom „Kitt Peak National Observatory“ in Rosa (heißes Gas). Bild vergrößern

    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, die Infrarotdaten vom Spitzer-Teleskop der NASA in Gelb und die Daten des „Wide-field Infrared Survey Explorer“ (WISE) in Orange. Dazu kommen optische Daten vom „Sloan Digital Sky Survey”(SDSS) in Purpur (Sternlicht) und vom „Kitt Peak National Observatory“ in Rosa (heißes Gas).

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    Im Rahmen einer Untersuchung von 35 Galaxien wurde auch UGC 10288 beobachtet, eine von der Seite aus gesehene Spiralgalaxie in gut 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 konnten beide Galaxien nicht voneinander unterschieden werden und verschmolzen zu einem Objekt. Das ist ein spektakuläres Zusammentreffen einer Vordergrundgalaxie mit einer aktiven Radiogalaxie mit ausgedehnten Jets  im Hintergrund. Die Hintergrundgalaxie steht dabei in einer wesentlich größeren Entfernung von nahezu 7 Milliarden Lichtjahren.  

    „Das hat unser Bild von dieser Galaxie geändert, und zwar im wörtlichen Sinn”, sagt Judith Irwin von der Queen's University in Ontario, Kanada. „Es hat unser Verständnis der charakteristischen Eigenschaften von UGC 10288 verbessert und uns ein zusätzliches Werkzeug an die Hand gegeben, um mehr über diese Galaxie zu erfahren. “

    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. „Wir können die Radiostrahlung der Hintergrundgalaxie, die uns durch die Vordergrundgalaxie hindurch erreicht, dazu benutzen, sonst nicht beobachtbare Eigenschaften der Vordergrundgalaxie zu bestimmen“, sagt Jayanne English von der Universität Manitoba in Kanada.

    „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.”

    Separates Bild der Vordergrund-Spiralgalaxie UGC 10288, zusammengesetzt aus Ferninfrarot-Daten der NASA-Satelliten WISE  (in Orange) und Spitzer (in Gelb), aus optischen Beobachtungen von ionisiertem Wasserstoff mit dem 0,9m-Teleskop des Kitt-Peak-Observatoriums (in Rosa)und vom „Sloan Digital Sky Survey“ (in Purpur), sowie Radiobeobachtungen mit dem VLA (in Cyan). Bild vergrößern

    Separates Bild der Vordergrund-Spiralgalaxie UGC 10288, zusammengesetzt aus Ferninfrarot-Daten der NASA-Satelliten WISE  (in Orange) und Spitzer (in Gelb), aus optischen Beobachtungen von ionisiertem Wasserstoff mit dem 0,9m-Teleskop des Kitt-Peak-Observatoriums (in Rosa)und vom „Sloan Digital Sky Survey“ (in Purpur), sowie Radiobeobachtungen mit dem VLA (in Cyan).

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    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. Bild vergrößern

    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.

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    Marita Krause und Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn sind Ko-Autoren 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). Die Forscher haben ihre Resultate in der Dezember-Ausgabe der Fachzeitschrift „Astronomical Journal“ veröffentlicht.

    Das „National Radio Astronomy Observatory” (NRAO) ist eine Einrichtung der amerikanischen „National Science Foundation” (NSF) und wird von der „Associated Universities, Inc.” betrieben.

     
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