Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heißes Gas füttert die Spiralarme der Milchstraße

14.01.2020

Ein internationales Forschungsteam, mit wesentlicher Beteiligung von Astronomen des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA), hat wichtige Erkenntnisse darüber gewonnen, woher das Material in den Spiralarmen der Milchstraße stammt, aus dem sich letztendlich neue Sterne formen. Durch die Analyse von Eigenschaften des galaktischen Magnetfelds konnten sie zeigen, dass das dünn verteilte sogenannte Warme Ionisierte Medium (WIM), in das die Milchstraße eingebettet ist, sich in der Nähe eines Spiralarms verdichtet. Während es allmählich abkühlt, dient es als Nachschub für das kältere Material aus Gas und Staub, das die Sternentstehung füttert.

Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie, eine scheibenförmige Sterneninsel im Kosmos, in der sich die meisten hellen und jungen Sterne in Spiralarmen anhäufen.


Ausschnitt der THOR-Durchmusterung in der Nähe des Sagittariusarms der Milchstraße.

Bild: J. Stil/University of Calgary/MPIA


Falschfarbendarstellung der Radioemission in der Milchstraße aus der THOR-Durchmusterung.

Bild: Y. Wang/MPIA

Dort entstehen sie aus dem dichten Interstellaren Medium (ISM), das aus Gas (insbesondere Wasserstoff) und Staub (mikroskopische Körper mit hohen Anteilen an Kohlenstoff und Silizium) besteht und sich auf Bildern als dunkles Band vor dem Sternenhintergrund abhebt.

Damit stetig neue Sterne entstehen können, muss laufend Material in die Spiralarme gespült werden, welches den Vorrat an Gas und Staub wieder auffüllt.

Eine Gruppe von Astronomen der Universität Calgary in Kanada, des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) in Heidelberg und anderen Forschungseinrichtungen konnte nun zeigen, dass der Nachschub von einer deutlich heißeren Komponente des ISM stammt, die gewöhnlich die gesamte Milchstraße einhüllt.

Dieses Warme Ionisierte Medium (WIM) hat eine mittlere Temperatur von 10,000 Grad. Energiereiche Strahlung von heißen Sternen führt dazu, dass das Wasserstoffgas des WIM größtenteils ionisiert ist.

Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass das WIM sich in einem schmalen Bereich nahe eines Spiralarms verdichtet und allmählich unter Abkühlung hineinfließt.

Dem dichten WIM auf die Spur gekommen sind die Wissenschaftler durch die Vermessung der sogenannten Faradayrotation, einem Effekt, der nach dem englischen Physiker Michael Faraday benannt ist. Dabei ändert sich die Polarisationsrichtung von linear polarisierter Radiostrahlung, wenn sie durch ein Plasma (ionisiertes Gas) läuft, das von einem Magnetfeld durchzogen ist.

Man spricht von polarisierter Strahlung, wenn das elektrische Feld nur in einer Ebene schwingt. Gewöhnliches Licht ist nicht polarisiert. Das Ausmaß der Richtungsänderung der Polarisation hängt zudem von der beobachteten Wellenlänge ab.

In der vorliegenden Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde, konnten die Astronomen ein ungewöhnlich starkes Signal in einem eher unscheinbaren Bereich der Milchstraße ermitteln, der sich unmittelbar an der Seite des Sagittariusarms der Milchstraße anschmiegt, die dem Galaktischen Zentrum zugewandt ist.

Der Spiralarm selber sticht in den Bilddaten durch starke Radiostrahlung heraus, die von eingebetteten heißen Sternen und Supernovaüberreste erzeugt wird. Die stärkste Verschiebung der Polarisation findet sich jedoch außerhalb dieser markanten Zone.

Daraus folgern die Astronomen, dass die erhöhte Faradayrotation nicht innerhalb dieses aktiven Teils des Spiralarms entspringt. Demnach stammt es von verdichtetem WIM, welches wie das Magnetfeld zu einer weniger offensichtlichen Komponente des Spiralarms gehört.

Die Analyse basiert auf der THOR-Durchmusterung (The HI/OH Recombination Line Survey of the Milky Way), die seit einigen Jahren am MPIA erstellt und in der ein großer Bereich der Milchstraße bei mehreren Radiowellenlängen beobachtet wird.

Polarisierte Strahlungsquellen wie weit entfernte Quasare oder Neutronensterne dienen als „Sonden“ zur Bestimmung der Faradayrotation. Somit können die Astronomen nicht nur die ansonsten schwierig zu vermessenden Magnetfelder in der Milchstraße ausfindig machen, sondern die Struktur und Eigenschaften des heißen Gases ergründen.

„Das starke Signal in einem eher unauffälligen Bereich der Milchstraße hat uns sehr überrascht“, sagt Henrik Beuther vom MPIA, der das THOR-Projekt leitet. „Diese Ergebnisse zeigen uns, dass es bei der Erforschung der Struktur und der Dynamik der Milchstraße immer noch viel zu entdecken gibt.“

Kollaboration

Diese Studie wurde ermöglicht durch eine Kooperation der folgenden Forschungseinrichtungen:

Department of Physics and Astronomy, The University of Calgary, Kanada; Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Deutschland; Department of Physics and Astronomy, West Virginia University, USA; Green Bank Observatory, USA; Center for Gravitational Waves and Cosmology, West Virginia University, USA; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Deutschland; Zentrum für Astronomie, Universität Heidelberg, Deutschland; Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, USA; Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen, Universität Heidelberg, Deutschland; Research School of Astronomy and Astrophysics, The Australian National University, Canberra, Australien; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Deutschland; Jodrell Bank Centre for Astrophysics, The University of Manchester, Großbritannien

Medienkontakt

Dr. Markus Nielbock
Max-Planck-Institut für Astronomie
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Telefon:+49 6221 528-134
E-Mail: pr@mpia.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Henrik Beuther
Max-Planck-Institut für Astronomie
Telefon:+49 6221 528-447
E-Mail: beuther@mpia.de

Originalpublikation:

R. Shanahan et al.
"Strong excess Faraday rotation on the Inside of the Sagittarius spiral arm"
The Astrophysical Journal Letters, 887, L7 (2019)
DOI: 10.3847/2041-8213/ab58d4

Dr. Markus Nielbock | Max-Planck-Institut für Astronomie
Weitere Informationen:
http://www.mpia.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Meilenstein für eine neue Ära der Beobachtung von erdähnlichen Exoplaneten
05.06.2020 | Universität Wien

nachricht Neue Quantenmaterialien mit einzigartigen Merkmalen
05.06.2020 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sehvermögen durch Gentherapie wiederherstellen

Neuer Ansatz zur Behandlung bislang unheilbarer Netzhautdegeneration

Menschen verlassen sich in erster Linie auf ihr Augenlicht. Der Verlust des Sehvermögens bedeutet, dass wir nicht mehr lesen, Gesichter erkennen oder...

Im Focus: Restoring vision by gene therapy

Latest scientific findings give hope for people with incurable retinal degeneration

Humans rely dominantly on their eyesight. Losing vision means not being able to read, recognize faces or find objects. Macular degeneration is one of the major...

Im Focus: Kleines Protein, große Wirkung

In Meningokokken spielt das unscheinbare Protein ProQ eine tragende Rolle. Zusammen mit RNA-Molekülen reguliert es Prozesse, die für die krankmachenden Eigenschaften der Bakterien von Bedeutung sind.

Meningokokken sind Bakterien, die lebensbedrohliche Hirnhautentzündungen und Sepsis auslösen können. Diese Krankheitserreger besitzen ein sehr kleines Protein,...

Im Focus: Small Protein, Big Impact

In meningococci, the RNA-binding protein ProQ plays a major role. Together with RNA molecules, it regulates processes that are important for pathogenic properties of the bacteria.

Meningococci are bacteria that can cause life-threatening meningitis and sepsis. These pathogens use a small protein with a large impact: The RNA-binding...

Im Focus: Magnetische Kristallschichten für den Computer von Morgen

Ist die Elektronik, so wie wir sie kennen, am Ende?

Der Einsatz moderner elektronischer Schaltkreise für immer leistungsfähigere Rechentechnik und mobile Endgeräte stößt durch die zunehmende Miniaturisierung in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Was Salz und Mensch verbindet

04.06.2020 | Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Schutz der neuronalen Architektur

05.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wie das Gehirn unser Sprechen kontrolliert - Beide Gehirnhälften leisten besonderen Beitrag zur Sprachkontrolle

05.06.2020 | Interdisziplinäre Forschung

Akute myeloische Leukämie: Größerer Entscheidungsspielraum bei Therapie-Start

05.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics