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Kartierung des Magnetfelds der Milchstraße in 3D

Himmelsstandort des untersuchten Gebiets von etwa vier Quadratgrad. Links: vollständige Himmelskarte der Staubemissionen. Mitte: Eine Vergrößerung der Karte auf die untersuchten Regionen, die einen Teil der Nord-Himmelspol-Schleife östlich der Karte umfassen. Rechts: eine genauere Betrachtung der untersuchten Region. Die schwarzen Segmente geben die Polarisationsorientierung der Sterne in unserer Studie an. Kredit: Astronomie und Astrophysik (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202349015

Wir alle sind mit dem Konzept des Erdmagnetfelds bestens vertraut. Es stellt sich heraus, dass die meisten Objekte im Weltraum über Magnetfelder verfügen, deren Messung jedoch recht schwierig ist. Astronomen haben eine geniale Methode entwickelt, um das Magnetfeld der Milchstraße mithilfe von polarisiertem Licht interstellarer Staubkörner zu messen, die sich an Magnetfeldlinien ausrichten. Eine neue Vermessung hat mit diesem Kartierungsprozess begonnen und ein Gebiet kartiert, das das Äquivalent des 15-fachen Vollmondes abdeckt.

Viele Menschen erinnern sich an Experimente, die in der Schule mit Eisenspänen und Magnetstäben durchgeführt wurden, um deren Magnetfeld aufzudecken. Allerdings ist es nicht so einfach, das Magnetfeld der Milchstraße zu erfassen. Die neue Methode zur Messung des Feldes basiert auf den kleinen Staubkörnchen, die den Raum zwischen den Sternen durchdringen.

Staubkörner haben eine ähnliche Größe wie Rauchpartikel, sind jedoch nicht kugelförmig. Genau wie ein Boot, das sich in der Strömung dreht, neigt die Längsachse der Staubpartikel dazu, sich am lokalen Magnetfeld auszurichten. Dabei strahlen sie ein Leuchten mit der gleichen Frequenz wie die kosmische Hintergrundstrahlung aus, und darauf haben sich die Astronomen konzentriert.

Die Partikel leuchten nicht nur, sondern absorbieren auch das durch sie hindurchtretende Sternenlicht, genau wie Polarisationsfilter. Die Polarisation von Licht ist Fotografen bekannt, die mit Polarisationsfiltern den Himmel abdunkeln und Reflexionen in den Griff bekommen können. Unter Polarisation versteht man die Ausbreitung von Licht. Wenn es sich durch ein Medium bewegt, transportiert es Energie von einem Ort zum anderen, weist dabei aber wellenartige Eigenschaften auf.

Die Natur von Wellen besteht aus abwechselnden Bewegungen des Mediums, in dem sie sich bewegen (stellen Sie sich eine Welle im Wasser vor). Die Bewegung stimmt nicht immer mit der Bewegungsrichtung überein; manchmal ist es parallel und manchmal ist es senkrecht. Bei der Polarisation ist die Bewegung auf eine einzige Richtung beschränkt.

In Teilchen im interstellaren Raum fangen polarisierende Eigenschaften das Magnetfeld ein und polarisieren das durch sie hindurchtretende Licht, wodurch die Details des Magnetfelds sichtbar werden. Genau wie auf der Erde sind magnetische Feldlinien für die galaktische Entwicklung von entscheidender Bedeutung. Sie regulieren die Sternentstehung, formen die Struktur einer Galaxie und formen und lenken wie riesige galaktische Flüsse den Gasfluss um die Galaxie.

Um den Prozess in Gang zu setzen, nutzten Forscher des belgischen Interuniversitätsinstituts für Hochenergie die PASIPHAE-Umfrage, eine internationale Zusammenarbeit zur Erforschung des Magnetfelds, das durch die Polarisation von interstellarem Staub entsteht. Sie haben die Polarisation von mehr als 1.500 Sternen gemessen, die einen Bereich des Himmels bedeckten, der nicht mehr als 15-mal so groß war wie der Vollmond.

Anschließend nutzte das Team Daten des Astrometriesatelliten Gaia und einen neuen Algorithmus, um die Magnetfelder der Galaxie in diesem Teil des Himmels zu kartieren. Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Astronomie und Astrophysik.

Dies ist das erste Mal, dass ein Großprojekt versucht, das Gravitationsfeld der Milchstraße zu kartieren. Es wird einige Zeit dauern, bis die vollständige Kartierung abgeschlossen ist, aber sobald sie abgeschlossen ist, wird sie einen hervorragenden Überblick nicht nur über das Magnetfeld von Galaxien, sondern auch über die Entwicklung von Galaxien im gesamten Universum bieten.

Mehr Informationen:
V. Pelgrims et al., Die erste tomographische Karte basierend auf der Polarisation von Sternenlicht auf der Gradskala des magnetisierten interstellaren Mediums, Astronomie und Astrophysik (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202349015

Unterstützt von Universe Today

Zitat: Kartierung des Magnetfelds der Milchstraße in 3D (27. April 2024), abgerufen am 27. April 2024 von https://phys.org/news/2024-04-milky-magnetique-field-3d.html

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By rb8jg

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