Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
(Originalartikel unter https://pweb.cfa.harvard.edu/news)
N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Hebrew Univ.), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI),
G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick), ACS Science Team, ESA, NASA
Galaxiencluster sind einzigartige Laboratorien zum Studium großräumiger Magnetfelder. Das turbulente Intraclustermedium ist von einem omnipräsenten Magnetfeld auf Größenordnungen durchdrungen, die sich über ein paar bis zu Hunderte von Lichtjahren erstrecken. Diese Felder sind entdeckt worden, aber ihre genauen Feldstärken, Strukturen und ihre Beziehungen zu den Bewegungen der Galaxien in den Clustern sind kaum bekannt. In verschmelzenden Galaxienclustern werden diese Magnetfelder durch die Radiostrahlung untersucht, die in Gestalt von Radiohalos um die Galaxien oder als Strahlungsquellen in den Randbezirken der Galaxien gemessen wird. Astronomen vermuten, daß diese Radiostrukturen bei Prozessen entstehen, die mit der Entstehungsgeschichte des Clusters, insbesondere Verschmelzungen, in Verbindung stehen. Diese Vorgänge lösen sowohl Schockwellen als auch Turbulenzen aus, die den Radiohalo und die Quellen entstehen lassen sollen.
Die Mechanismen, welche die geladenen Teilchen beschleunigen und die, während sie um die Magnetfelder herumschwingen, die Radiostrahlung erzeugen, sind nicht klar – aber sie müssen dramatisch sein, da sie die Teilchen auf Geschwindigkeiten zu beschleunigen haben, die nah an der des Lichts liegen, um die zu beobachtende Radiostrahlung zu verursachen. CfA-Astronom Lorenzo Lovisari und seine Kollegen erkundeten das Magnetfeld im Galaxiencluster Abell 2345, einer der hellsten bekannten Röntgencluster mit über einhundert Mitgliedern. Die Forscher verknüpften Beobachtungen mit dem Jansky Very Large Array von polarisierter Radiostrahlung mit kosmologischen 3D-Simulationen der Clusterbildung in Verbindung mit Röntgenresultaten, um die Eigenschaften des Magnetfeldes einzugrenzen. Die Astronomen konnten die Verteilung des Magnetfeldes ebenso wie die Dichte der Elektronen im Plasma abschätzen. Sie stellen fest, daß sich das Magnetfeld nicht im Gleichgewicht mit dem heißen Gas befindet, etwas, das nicht erwartet wurde und erkennen läßt, daß die Turbulenzen viel komplexer sind als vermutet. Dies ist das erste Mal, daß diese Verbindung von Methoden erfolgreich auf einen Cluster angewandt worden ist und die Wissenschaftler merken an, daß eine größere Probe an Clustern untersucht werden muß, bevor eindeutige Schlußfolgerungen über Magnetfelder in einem Cluster erhalten werden können.
Literatur:
„The Intracluster Magnetic Field in the Double Relic Galaxy Cluster Abell 2345“
C. Stuardi, A. Bonafede, L. Lovisari, P. Domınguez-Fernandez, F. Vazza, M. Bruggen, R. J. van Weeren and F. de Gasperin
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 502, 2518, 2021
oder
arXiv:2101.09302v1 [astro-ph.GA] 22 Jan 2021
