Astronomen haben eine starke magnetische Struktur im kollidierenden Galaxiensystem Arp 220 kartiert, das 250 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Diese Entdeckung bietet beispiellose Einblicke in die Kräfte, die die intensive Sternentstehung und den Auswurf von Materie mit Geschwindigkeiten von bis zu 1,8 Millionen Meilen pro Stunde vorantreiben. Die mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) durchgeführten Untersuchungen zeigen eine „magnetische Autobahn“, die Gas, Staub und Energie durch die verschmelzenden Galaxien leitet.
Die Kollision und ihre Auswirkungen
Arp 220 ist ein seltenes, nahes Beispiel ultraheller Infrarotgalaxien – Systeme, die mit dem kombinierten Licht von 100 oder mehr Milchstraßen leuchten. Sie entstand aus der Verschmelzung zweier Spiralgalaxien und hinter ihren dichten Staubwolken verbergen sich extreme Sternentstehungsaktivitäten. Die Untersuchung von Arp 220 ist von entscheidender Bedeutung, da es die Bedingungen von Galaxien widerspiegelt, die vor über 10 Milliarden Jahren existierten, als das Universum viel jünger war und Kollisionen häufiger auftraten. Diese Forschung hilft Wissenschaftlern, das chaotische Wachstum des frühen Universums zu rekonstruieren.
Magnetfelder als treibende Kraft
Die ALMA-Beobachtungen zeigen, dass Magnetfelder nicht nur dabei sind; Sie starten und formen aktiv die starken galaktischen Winde, die den Kernen von Arp 220 entkommen. Diese Winde bewegen sich mit 1.500-facher Schallgeschwindigkeit und tragen Gas, Staub, Metalle und kosmische Strahlung fort. Frühere Theorien führten diese Ausflüsse hauptsächlich auf Sternentstehung und die Aktivität von Schwarzen Löchern zurück, doch die neuen Daten bestätigen, dass der Magnetismus eine Schlüsselrolle spielt.
Die Forscher kartierten die Ausrichtung und Stärke von Magnetfeldern mithilfe von polarisiertem Licht und enthüllten Details innerhalb der staubumhüllten Kerne und molekularen Ausflüsse der Galaxie. Ein auffälliges Merkmal ist der „magnetische Superhighway“ – ein nahezu vertikaler Kanal aus magnetisiertem Gas, der von einem der Galaxienkerne nach außen strömt.
Magnetische Ordnung im Chaos
Der westliche Kern von Arp 220 weist eine wohlgeordnete magnetische Struktur auf, die mit dem bipolaren Ausfluss ausgerichtet ist, was darauf hindeutet, dass das Feld austretendes Material beschleunigt. Unterdessen zeigt der östliche Kern ein spiralförmiges magnetisches Muster innerhalb einer dichten Scheibe, was darauf hindeutet, dass eine großräumige magnetische Ordnung auch bei turbulenten Verschmelzungen überleben kann.
Eine stark polarisierte Staubbrücke verbindet die beiden galaktischen Zentren und leitet Material und magnetischen Fluss zwischen ihnen. Dieser Zusammenhang unterstreicht die Rolle des Magnetismus bei der Steuerung des Materieflusses bei galaktischen Kollisionen. Die Magnetfelder in diesen Ausflüssen sind hunderte bis tausende Male stärker als die in der Milchstraße und beeinflussen die Art und Weise, wie Gas abkühlt und neue Sterne bildet.
Auswirkungen auf das frühe Universum
Diese Ergebnisse legen nahe, dass starke, organisierte Magnetfelder im frühen Universum häufig vorkamen, insbesondere in Starburst-Galaxien. Durch die Formung galaktischer Winde spielte der Magnetismus wahrscheinlich eine wichtige Rolle dabei, wann Galaxien aufhörten, Sterne zu bilden, und wie sie den intergalaktischen Raum bereicherten.
Wenn Astronomen diese Techniken auf weiter entfernte Systeme anwenden, erwarten sie, im gesamten Kosmos ähnliche magnetische Autobahnen zu finden. Arp 220 ist eine lebendige Erinnerung daran, dass unsichtbare Kräfte bleibende Spuren im sichtbaren Universum hinterlassen.
Die Entdeckung unterstreicht die grundlegende Rolle des Magnetismus in der galaktischen Entwicklung und bietet eine neue Linse, durch die wir die Vergangenheit und Zukunft des Universums verstehen können.
