Hintergrundkarte, welche die Radiokontinuum-Emission des JVLA bei 3 GHz im Halo von NGC 4217 zeigt, mit einer Winkelauflösung von 7″.
Bildnachweis: Heesen et al., 2024.
Diese neuen Beobachtungen wurden mithilfe des Jansky Very Large Array (JVLA) und des LOFAR-Netzwerks, beides fortschrittliche Radioteleskope, durchgeführt. Durch die Kombination von Daten unterschiedlicher Frequenzen konnte das Team unter der Leitung von Volker Heesen von der Universität Hamburg diese Blase mit bisher unerreichter Genauigkeit kartieren. Die Forscher stellten dabei fest, dass die Radioemission besonders an den Rändern der Blase intensiv ist, während ihr Zentrum eine leichte Abschwächung aufweist.
Diese Struktur, als "heller Rand" bezeichnet, ist ungewöhnlich. Besonders auffällig ist der nordöstliche Teil der Blase, bei dem Hinweise auf eine potenzielle Hüllstruktur zu finden sind. Die Blase beeindruckt zudem durch ihre Höhe: Sie erstreckt sich über 19.200 Lichtjahre bei 144 MHz und 9.400 Lichtjahre bei 3 GHz – Messungen, die die typischen Größen von Radioblasen in anderen Galaxien bei Weitem übertreffen.
Eine der überraschendsten Entdeckungen betrifft die Geschwindigkeit des galaktischen Windes um die Blase. Diese nimmt von 300 auf 600 km/s zu, was nahezu der Fluchtgeschwindigkeit von NGC 4217 entspricht. Der galaktische Wind könnte somit eine Schlüsselrolle bei der Bildung und Entwicklung dieser Struktur spielen.
Die Wissenschaftler vermuten, dass Supernovae im Zentrum der Galaxie für die Entstehung dieser Blase verantwortlich sind, da sie eine Energie freisetzen, die ausreicht, um die Blase über einen Zeitraum von 35.000 Jahren aufzublähen. Ein Großteil dieser Energie würde jedoch in Form von Strahlung verloren gehen, was die Expansion der Blase begrenzen würde.
Mit einer gemessenen Magnetfeldstärke von 11 Mikrogauss scheint diese Blase sehr unterschiedliche Eigenschaften im Vergleich zu anderen bekannten Radioblasen zu haben. Ihre Größe und Stärke machen sie zu einem der imposantesten Phänomene, die bisher im Bereich der galaktischen Halos beobachtet wurden.
Diese Entdeckung bietet neue Einblicke in die Dynamik von Spiralgalaxien. Sie erlaubt ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Sternexplosionen, galaktischen Winden und Magnetfeldern, die diese gigantischen Strukturen formen.
Was ist eine Radioblase in einer Galaxie?
Eine Radioblase ist eine blasenförmige Struktur, die in den Halos einiger Galaxien nachgewiesen wird und Radiowellen abstrahlt. Sie entsteht oft durch Explosionen massereicher Sterne, wie Supernovae.
Die Blase bildet sich, wenn große Energiemengen in das umliegende Medium freigesetzt werden. Diese Energie, in Form eines galaktischen Windes, drückt die Materie fort und erschafft eine Kavität, die von einer leuchtenden Hülle aus ionisiertem Gas umgeben ist.
Die Blase kann sich über Zehntausende Lichtjahre erstrecken. Ihre Größe und Eigenschaften hängen von der freigesetzten Energiemenge und den Wechselwirkungen mit dem galaktischen Magnetfeld ab.