Das Messen von Magnetfeldern

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Aufnahme des Pelikan-Nebels im sichtbaren Licht, eine vielschichtige Region, in der junge Sterne entstehen. Neue Beobachtungen einer ähnlichen Sternentstehungsregion haben die Stärke von deren Magnetfeld ermittelt. Martin Pugh

Polarisiertes Licht ist ein vertrautes Phänomen, wie Menschen, die polarisierende Sonnenbrillen tragen, bezeugen können. Das elektrische Feld in einem Lichtstrahl kann entweder nach links und rechts oder nach oben und unten schwingen; Streuung oder Reflexion von Licht kann in der begünstigten Absorption einer dieser beiden “Polarisationen” resultieren. Zum Beispiel ist er größte Teil des Sonnenlichts auf der Erde auf Grund der Streuung in der Atmosphäre in eine Richtung bevorzugt polarisiert: dies macht polarisierte Sonnenbrillen so effektiv.

Elektromagnetische Strahlung astrophysikalischer Quellen kann ebenfalls polarisiert sein. Dies tritt häufig infolge einer ausgewählten Streuung durch längliche (möglicherweise sogar nadelförmige) Staubkörner auf. Wenn die meisten Körner einer Region durch das darin enthaltene Magnetfeld gleich ausgerichtet sind, wird gestreutes Licht einen hohen Polarisationsgrad aufweisen. Astronomen sind stark an Magnetfeldern interessiert, die eine wichtige – vielleicht sogar eine beherrschende – Rolle bei der Kontrolle von Formen und Bewegungen interstellarer Gaswolken spielen. Bedauerlicherweise sind Magnetfelder sehr schwer direkt zu messen. Wie sich gezeigt hat, bietet die Beobachtung der Polarisation einen einzigartigen Weg, die Magnetfelder zu untersuchen.

SAO-Astronom Paul Ho und zwei weitere Kollegen haben mit dem Submillimeter Array (SMA) die Polarisation von Licht im Millimeterbereich aus einer staubhaltigen Region mit besonders aktiver Sternentstehung gemessen. Diese Region wird W51e2 genannt und ist etwa 22.000 Lichtjahre von uns entfernt. Das SMA mißt zwei Eigenschaften des gestreuten Lichts: den Winkel der Schwingung in Bezug zu dem Umriß der Wolke und die Stärke der Polarisation im Vergleich zu nicht polarisiertem Licht. Die Forscher benutzten diese Information, zusammen mit weiteren bekannten Eigenschaften der Region, um ein neues und möglicherweise weitreichendes System zur Bestimmung von Magnetfeldstärken in interstellaren Wolken zu entwickeln. Mit einigen allgemeinen Annahmen zeigen sie, daß die Feldstärke aus dem Polarisationswinkel abgeleitet werden kann, den dieser mit Intensitätskontouren der Strahlung einschließt. Im Fall von W57e2 kommen sie zu dem Schluß, daß die Feldstärke ziemlich groß ist (aber dennoch ungefähr 65-mal schwächer als das Magnetfeld der Erde; sie vermuteten diese Stärke – deshalb haben sie dieses Objekt überhaupt erst ausgewählt). Diese durch weitere Untersuchungen gestützte neue Technik kann auf viele andere Objekte ausgedehnt und angewandt werden und revolutioniert womöglich unser Verständnis von dieser wichtigen physikalischen Komponente des interstellaren Mediums.

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