Erstmals bewiesen: Magnetfelder helfen bei Sternengeburt
Erstmals beobachtet: Magnetfelder regulieren die explosive Sternentstehung in verschmelzenden Galaxien – ähnlich wie ein Deckel beim Kochen.
Forschende haben beim Blick in die Galaxie Arp220 festgestellt, dass das Entstehen der Sternen dem Backen eines englischen Weihnachtskuchens ähnelt.
Foto: NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScl/AURA), ESA, Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
Die Entstehung von Sternen ist eines der faszinierendsten Phänomene des Universums. Doch könnte dieser Prozess ähnlich ablaufen wie das Backen eines (englischen) Weihnachtskuchens? Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Dr. David Clements vom Imperial College London hat einen erstaunlichen Zusammenhang zwischen Magnetfeldern und der Sternentstehung entdeckt, der diese Analogie stützen könnte.
Eine unerwartete Zutat: Magnetfelder
Astronominnen und Astronomen haben lange gerätselt, welche Faktoren die Sternentstehung in verschmelzenden Galaxien beeinflussen. Nun haben sie erstmals Beweise für die Existenz von Magnetfeldern in den zentralen Regionen solcher Galaxien gefunden. „Dies ist das erste Mal, dass wir Beweise für Magnetfelder im Kern einer Galaxienverschmelzung gefunden haben“, erklärt Dr. Clements.
Diese Magnetfelder könnten eine entscheidende Rolle dabei spielen, die explosive Energie der Sternentstehung zu regulieren. Ohne diese „Zutat“ würde der Prozess unkontrolliert ablaufen, ähnlich wie ein Weihnachtskuchen, der ohne Druck und Temperaturkontrolle überkocht.
Die Analogie zum Dampfkochtopf
Dr. Clements vergleicht den Prozess der Sternentstehung mit dem Kochen eines festlichen Desserts: „Wenn man in kurzer Zeit viele Sterne (Weihnachtspudding) kochen möchte, muss man viel Gas (oder Zutaten) zusammenpressen. Genau das sehen wir in den Kernen von Verschmelzungen. Aber dann, wenn die Hitze von jungen Sternen (oder Ihrem Herd) zunimmt, kann es zum Überkochen kommen.“
Magnetfelder wirken hier wie der Deckel eines Dampfkochtopfs. Sie halten das heiße Gas zusammen und verhindern, dass es sich zu schnell ausdehnt oder zerstreut. So entsteht eine kontrollierte Umgebung, die die Geburt neuer Sterne begünstigt.
Die Rolle von Magnetfeldern bei Starburst-Galaxien
In verschmelzenden Galaxien kommt es oft zu intensiven Ausbrüchen von Sternentstehung, sogenannten Starbursts. Diese Galaxien verhalten sich anders als normale, sternbildende Galaxien: Sie wandeln Gas effizienter in Sterne um. Doch warum passiert das?
Eine mögliche Erklärung ist, dass Magnetfelder als eine Art „Bindungskraft“ wirken. Sie halten das Gas in den zentralen Regionen der Galaxie zusammen, auch wenn es durch die Hitze von jungen Sternen oder Supernovae destabilisiert wird. Ohne diese Magnetfelder würde das Gas zerstreut, und der Prozess der Sternentstehung würde unterbrochen.
Arp220 als leuchtendes Beispiel
Das Team nutzte das Submillimeter Array (SMA) auf Maunakea, Hawaii, um die Galaxie Arp220 zu untersuchen. Diese ultraleuchtkräftige Infrarotgalaxie ist das Ergebnis der Verschmelzung zweier gasreicher Spiralgalaxien. In ihrem Kern zeigt sich eine besonders intensive Starburst-Aktivität.
Das SMA ermöglichte es den Forschenden, tief in das Innere von Arp220 zu blicken und die Magnetfelder in einer Gas- und Staubscheibe mit einem Durchmesser von Hunderten Lichtjahren nachzuweisen. Diese Beobachtungen liefern erstmals direkte Beweise für die Bedeutung von Magnetfeldern bei der Regulierung der Sternentstehung.
Wie geht es weiter?
Die Entdeckung ist nur der Anfang. Dr. Clements betont: „Wir brauchen jetzt bessere Modelle und müssen sehen, was bei anderen Galaxienverschmelzungen passiert.“ Um die Rolle von Magnetfeldern in weiteren Galaxien zu untersuchen, plant das Team, das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile einzusetzen. Dieses hochmoderne Teleskop ermöglicht es, noch detailliertere Einblicke in die Strukturen von Molekülargas und Staub zu gewinnen.
Zukünftige Studien könnten helfen, die genauen Mechanismen zu verstehen, durch die Magnetfelder die Sternentstehung regulieren. Dies würde nicht nur unser Verständnis von Galaxienverschmelzungen vertiefen, sondern auch neue Erkenntnisse über die Entstehung von Sternen und Planeten liefern.
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