TV-Doku: Galaktischer Dynamo

Überall in Galaxien bilden sich lokale Magnetfelder: in Sternen, aber auch in großen Gaswolken. Sie alle vereinen sich jedoch zu einem einzigen, einem sogenannten großräumigen Magnetfeld. Die Bedeutung dieser Felder für unser Verständnis der Entwicklung von Galaxien wird erst allmählich erschlossen – mit Forschung im Bereich der Radioastronomie und der sogenannten Synchrotronstrahlung. In der Sendung „Galaktischer Dynamo – Wie übergeordnete galaktische Magnetfelder entstehen“ spricht Susanne Päch mit der Radio-Astronomin Martina Krause, die diese Forschungen seit vielen Jahren vorantreibt.

Die Magnetfeld-Forschung in unserem Sonnensystem hat seit den fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts durch Raumsonden erheblich an Fahrt aufgenommen. Parker Solar Probe konnte 2018 mit ihren Magnetometern nah an unserer Sonne (Einblendung: Entfernung 25 Mio. km)  bisher unbekannte kleinskalige Strukturen des Magnetfeldes erfassen.  Und mit den Voyager-Sonden ließ sich das solare Magnetfeld inzwischen bis an die Grenzen des Sonnensystems vermessen. Das brachte neue Erkenntnisse über die scharfe Grenze zwischen Heliosphäre und dem galaktischen Magnetfeld, die selbst Experten überraschte. 

Auch unsere Milchstraße ist – wie vermutlich alle Galaxien – von einem Magnetfeld gewaltiger Dimension durchzogen, das Astrophysiker als „großskalig“ bezeichnen. Es zu vermessen, ist eine ganz andere Aufgabe und bis heute ein Nachweis, der alles andere als einfach ist. Dafür braucht es eine indirekte Methode mit den größten Beobachtungs-Maschinen der Radioastronomie im Zentimeterbereich: zum Beispiel das Very Large Array in New Mexico  oder das Radio-Teleskop in Effelsberg.

Astrophysiker gehen heute davon aus, dass es lokale Phänomene sind, die zur Entstehung der großräumigen Magnetfelder führen. Wahrscheinlich beginnt alles mit Fluktuationen im heißen Gas, lange bevor sich Galaxien überhaupt bilden. Zuletzt entstehen darin Sterne, die diese schwachen magnetischen Saatfelder verstärken. Mit Materieauswürfen von Supernova-Explosionen werden die Magnetfelder auch weit in den galaktischen Raum transportiert. Im Prozess der Strukturbildung von Galaxien werden die lokalen Magnetfelder durch einen großräumig wirkenden Dynamo weiter verstärkt und geordnet. Doch messen können wir diese galaktischen Magnetfeldstrukturen immer nur in jenen Teilbereichen, in denen genügend viel Strahlung für die Beobachtung entsteht. Der allergrößte Teil der Magnetfelder liegt für uns also im Dunklen und ist bloße Berechnung, heißt: Viel Theorie ist für die Erforschung dieser großskaligen Magnetfeldstrukturen und ihrem Ursprung  erforderlich.

Noch ist unbestimmt, ob solche großräumigen Strukturen auch den intergalaktischen Raum durchziehen, dann könnte es sein, dass sogar die noch größere Entwicklungsskala im Kosmos  mit Galaxienhaufen und ihren Filament-Strukturen  durch Magnetfelder mit bestimmt wird.

Ansprechpartner:
Dr. Susanne Päch
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