Spiralgalaxer som vår Vintergatan kan ha vidsträckta magnetfält. Det finns olika teorier om deras bildande, men än så länge är processen inte väl förstådd. Ett internationellt forskarlag har nu analyserat magnetfältet i den Vintergatan-liknande galaxen NGC 4217 i detalj på basis av radioastronomiska observationer och har upptäckt ännu okända magnetfältstrukturer. Data tyder på att stjärnbildning och stjärnexplosioner, så kallade supernovor, ansvarar för de synliga strukturerna.

Teamet ledd av Dr. Yelena Stein från Ruhr-Universität Bochum, Centre de Données astronomiques de Strasbourg och Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn tillsammans med amerikansk-amerikanska och kanadensiska kollegor, publicerade sin rapport i tidskriften Astronomi och astrofysik , släpptes online den 21 juli 2020.

Den analyserade datan hade sammanställts i projektet "Continuum Halos in Nearby Galaxies", där radiovågor användes för att mäta 35 galaxer. "Galaxy NGC 4217 är av särskilt intresse för oss, " förklarar Yelena Stein, som påbörjade studiet vid professorn för astronomi vid Ruhr-Universität Bochum under professor Ralf-Jürgen Dettmar och som för närvarande arbetar vid Centre de Données astronomiques de Strasbourg. NGC 4217 liknar Vintergatan och är bara cirka 67 miljoner ljusår bort, vilket betyder relativt nära det, i stjärnbilden Ursa Major. Forskarna hoppas därför kunna överföra några av sina fynd till vår hemgalax.

Magnetiska fält och uppkomsten av stjärnbildning

När man utvärderar data från NGC 4217, forskarna hittade flera anmärkningsvärda strukturer. Galaxen har en X-formad magnetfältstruktur, som också har observerats i andra galaxer, sträcker sig långt ut från galaxskivan, nämligen över 20, 000 ljusår.

Förutom X-formen, teamet hittade en helixstruktur och två stora bubbelstrukturer, även kallad superbubblor. De senare kommer från platser där många massiva stjärnor exploderar som supernovor, men också där det bildas stjärnor som sänder ut stjärnvindar i processen. Forskare misstänker därför ett samband mellan dessa fenomen.

"Det är fascinerande att vi upptäcker oväntade fenomen i varje galax när vi använder radiopolarisationsmätningar, " påpekar Dr. Rainer Beck från MPI för Radio Astronomy i Bonn, en av författarna till studien. "Här i NGC 4217, det är enorma magnetiska gasbubblor och ett spiralmagnetfält som spiralerar uppåt i galaxens halo."

Analysen avslöjade dessutom stora slingstrukturer i magnetfälten längs hela galaxen. "Detta har aldrig observerats tidigare, " förklarar Yelena Stein. "Vi misstänker att strukturerna orsakas av stjärnbildning, eftersom materia vid dessa punkter kastas utåt."

Bilden visar magnetfältstrukturer

För deras analys, forskarna kombinerade olika metoder som gjorde det möjligt för dem att visualisera galaxens ordnade och kaotiska magnetfält både längs siktlinjen och vinkelrätt mot den. Resultatet blev en heltäckande bild av strukturerna.

För att optimera resultatet, Yelena Stein kombinerade data som utvärderats med hjälp av radioastronomi med en bild av NGC 4217 som togs i området för synligt ljus. Bilden finns att ladda ner på hemsidan. "Visualisering av data var viktigt för mig, " betonar Stein. "För när du tänker på galaxer, magnetiska fält är inte det första man tänker på, även om de kan vara gigantiska och uppvisa unika strukturer. Bilden är tänkt att flytta magnetfälten mer i fokus."