Ett internationellt team av astronomer har fått nya insikter om de fysiska förhållandena som råder i gasstjärten hos så kallade manetgalaxer. De är särskilt intresserade av parametrarna som leder till bildandet av nya stjärnor i svansen utanför galaxskivan. De analyserade, till exempel, styrkan och orienteringen av magnetfälten i galaxen JO206.

Ancla Müller och professor Ralf-Jürgen Dettmar från Ruhr-Universität Bochum beskriver sina fynd tillsammans med professor Christoph Pfrommer och Dr Martin Sparre från Leibniz Institute for Astrophysics i Potsdam samt kollegor från INAF—Italienska nationella institutet för astrofysik i Padua, Selargius och Bologna i tidskriften Natur astronomi från 26 oktober 2020.

Starka magnetfält

Manetgalaxer är galaxer som faller in i mitten av en galaxhop, så att rörelsen trycker den interstellära gasen i motsatt riktning. Detta resulterar i bildandet av en svans, vilket ger dessa galaxer deras manetliknande utseende och därav deras namn. Ett team ledd av Bianca Poggianti, en av författarna till den aktuella artikeln från INAF, hade visat i tidigare studier att stjärnor kan bildas i manetgalaxernas gasstjärtar. Att magnetfält i galaxer kan bidra till stjärnbildning är välkänt. Dock, det har ännu inte fastställts om detta också är fallet i den förtärda gasen från manetstjärtar, som är svåra att studera på grund av sin låga ljusstyrka.

Teamet som leds av Ancla Müller har nu tagit ett första steg mot att lösa detta problem. Forskarna analyserade magnetfältstrukturen i galaxen JO206. De har visat att inte bara galaxskivan har ett starkt magnetfält, men även gassvansen. "Med tanke på den ovanligt höga andelen polariserad strålning, vi kan dra slutsatsen att fältet är inriktat mycket exakt längs svansen, " förklarar Ancla Müller.

Datorsimuleringar ger en möjlig förklaring

Med hjälp av datorsimuleringar, gruppen konstruerade ett scenario som kan förklara de ovanliga parametrarna:"Medan manetgalaxen flyger genom galaxhopen, dess magnetfält omsluter galaxen som en mantel och förstärks och utjämnas ytterligare av den höga galaxens hastighet och kyleffekter, " förklarar Christoph Pfrommer. Denna process kan förstärka magnetfältet hos JO206 och även generera den höga andelen polariserad strålning.

På basis av simuleringen, forskarna utvecklade följande teori:JO206 faller med hög hastighet in i mitten av galaxhopen, så att magnetfälten samverkar och heta vindar från mediet mellan galaxerna leder till ansamlingar av plasma. En procentandel av plasman kondenserar på de yttre skikten av gassvansen, där det blandas med det återstående materialet. "Detta skulle ge tillräckligt med material för stjärnbildning, ", säger Ancla Müller. "Det ska bli fascinerande att se om denna bild kan bekräftas av ytterligare mätningar på andra föremål."

"För att verifiera hypoteserna som föreslås av observationerna av manetgalaxen JO206 observerar vi andra galaxer med liknande svansar med hjälp av radioteleskop i Australien, Sydafrika och USA, " avslutar Poggianti. "Observationen av magnetfältet hos JO206 är den första och hittills enda undersökningen i sitt slag i en manetgalax. Vi behöver fler observationer för att förstå om det upptäckta fenomenet är vanligt eller exceptionellt. Detta kommer också att tillåta oss att förstå vilken koppling som finns mellan magnetfältet och stjärnbildningen utanför galaxskivorna."