De verste waarneming ooit van het magnetische veld van een sterrenstelsel

ALMA-opname van het sterrenstelsel 9io9. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.

Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen het magnetische veld gedetecteerd van een sterrenstelsel dat zo ver weg staat, dat zijn licht er meer dan 11 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken: we zien het stelsel zoals het eruitzag toen het heelal nog maar 2,5 miljard jaar oud was. Het resultaat geeft astronomen belangrijke aanwijzingen over hoe de magnetische velden van sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg zijn ontstaan.

Veel objecten in het heelal hebben magnetische velden, of het nu planeten, sterren of sterrenstelsels zijn. ‘Veel mensen weten misschien niet dat ons hele Melkwegstelsel en andere sterrenstelsels doorweven zijn met magnetische velden die zich over tienduizenden lichtjaren uitstrekken,’ zegt James Geach, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Hertfordshire (VK) en hoofdauteur van de onderzoeksresultaten die vandaag in Nature zijn gepubliceerd.

‘We weten eigenlijk heel weinig over hoe deze velden ontstaan, ondanks dat ze van fundamenteel belang zijn voor de ontwikkeling van sterrenstelsels,’ voegt Enrique Lopez Rodriguez, onderzoeker aan de Stanford Universiteit (VS), die eveneens aan het onderzoek heeft meegewerkt daaraan toe. Het is onduidelijk hoe vroeg in de geschiedenis van het heelal – en hoe snel – magnetische velden in sterrenstelsels zich konden vormen, omdat astronomen tot nu toe alleen de magnetische velden in nabije sterrenstelsels in kaart hebben gebracht.

Met behulp van ALMA, waarin de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) partner is, hebben Geach en zijn team nu een volledig ontwikkeld magnetisch veld ontdekt in een ver weg gelegen sterrenstelsel, dat qua structuur lijkt op wat in nabije sterrenstelsels wordt waargenomen. Het veld is ongeveer duizend keer zwakker dan het magnetische veld van de aarde, maar strekt zich uit over meer dan 16.000 lichtjaar.

Infraroodfoto van het sterrenstelsel 9io9. Credit: ESO/J. Geach et al.

‘Deze ontdekking geeft ons meer inzicht in hoe magnetische velden op galactische schaal worden gevormd,’ legt Geach uit. De waarneming van een volledig ontwikkeld magnetisch veld zo vroeg in de geschiedenis van het heelal geeft aan dat magnetische velden die hele sterrenstelsels omspannen zich snel kunnen vormen terwijl de sterrenstelsels zelf nog in de groei zijn.

Het team denkt dat de hevige stervorming die zich in het vroege heelal heeft afgespeeld de ontwikkeling van de velden in een stroomversnelling kan hebben gebracht. Op hun beurt kunnen de velden weer invloed hebben gehad op latere generaties van sterren. Volgens medeauteur en ESO-astronoom Rob Ivison opent de ontdekking ‘een nieuwe kijk op de interne werking van sterrenstelsels, omdat de magnetische velden onlosmakelijke verbonden zijn met het materiaal waaruit nieuwe sterren ontstaan’.

Om deze detectie te kunnen verrichten, zocht het team naar licht dat wordt uitgezonden door stofkorrels in het verre sterrenstelsel 9io9 ^[1]9io9 werd ontdekt tijdens een burgerwetenschapsproject. De ontdekking werd gedaan door kijkers van het Britse BBC-televisieprogramma Stargazing Live, toen het publiek in 2014 drie avonden lang werd … Lees verder. Sterrenstelsels bevatten veel stof en wanneer er een magnetisch veld aanwezig is, hebben deze korrels de neiging om zich naar dat veld te richten en wordt het licht dat ze uitzenden gepolariseerd. Dit betekent dat de lichtgolven in een voorkeursrichting oscilleren in plaats van willekeurige richtingen. Toen ALMA een gepolariseerd signaal van 9io9 detecteerde en in kaart bracht, kon voor het eerst de aanwezigheid van een magnetisch veld in een heel ver sterrenstelsel worden bevestigd.

‘Geen enkele andere telescoop had dit klaargespeeld,’ aldus Geach. De hoop is dat met deze en toekomstige waarnemingen van verre magnetische velden het mysterie van de vorming van deze essentiële galactische structuren ontrafeld zal worden.

Bron: ESO.

Gerelateerde Astroblogs:

Stellaire wiegen en graven waargenomen door ALMA in het verste sterrenstelsel ooit Astronomen ontdekken voor het eerst schijf rond ster in ander sterrenstelsel