Mitteilung

ALMA erforscht das magnetische Universum

Erste Messungen in allen Polarisationskanälen zeigen die überragenden Polarimetrie-Fähigkeiten von ALMA

19. Juli 2016

Neue Beobachtungen haben bestätigt, dass ALMA durch seine hervorragende Empfindlichkeit und Kalibrationsgenauigkeit zu einem führenden Instrument für polarimetrische Messungen bei Wellenlängen im Millimeter-Bereich wird.

Obwohl ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) seit 2011 in Betrieb ist, finden laufend Beobachtungen statt, die die Leistungsstärke des Observatoriums verifizieren. ALMA ist für empfindliche Polarimetrie-Messungen ausgelegt. Dabei wird die Polarisation von Radiowellen untersucht, um die Eigenschaften magnetischer Felder zu untersuchen. Astronomen haben kürzlich über die ersten Beobachtungen zur Aufnahme in allen Polarisationskanälen mit ALMA berichtet, wobei gezeigt wurde, dass ALMA hervorragend für diese Aufgabe geeignet ist.

Für die Beobachtungen haben Astronomen die helle Lichtquelle 3C 286 beobachtet – ein Quasar, der sich in einer Entfernung von etwa 7,3 Milliarden Lichtjahren von uns entfernt befindet. 3C 286 ist eine sehr starke Quelle von Radiowellen und wurde bereits von vielen weiteren Teleskopen beobachtet. Die Radioemission des Objekts ist dafür bekannt, stark polarisiert zu sein. Er ist also ein besonders geeigneter Kandidat, um die Leistungsfähigkeit von ALMA zu testen. Die Beobachtungen enthüllten Details, die bisher nicht erkennbar waren, und zeigen deutlich, dass das magnetische Feld sehr viel stärker und in der inneren Region geordneter ist, als der dem Quasar entweichende Strahl vermuten lässt. Dies hilft den Forschern dabei, die Struktur des magnetischen Felds im Zentrum des Quasars zu verstehen und weitere Erkenntnisse über die Hintergründe des physikalischen Prozesses, die für die Emission der Radiostrahlen verantwortlich sind, herauszufinden.

“Diese Beobachtung hat die große Leistungsfähigkeit der Polarimetrie-Beobachtungen mit ALMA gezeigt”, erklärt Hiroshi Nagai, Leiter des Nachweisteams am National Astronomical Observatory of Japan. “Das ist ein wichtiger Meileinstein für das Projekt.”

Magnetische Felder sind für viele kosmische Gegebenheiten von Relevanz. Sie sind jedoch häufig schwer zu vermessen. Die Polarimetrie ist eine der wenigen Methoden, die ausführlichere Aussagen über die magnetischen Felder zulässt. Die polarisierten Komponenten – die Observable bei der Polarimetrie – betragen lediglich einige wenige Prozent der gesamten Strahlung an Radiowellen eines Objekts. Eine hohe Sensitivität ist deshalb essenziell, um präzise Polarimetrie-Untersuchungen durchzuführen. ALMA weist eine Empfindlichkeit auf, die für diese entscheidenden Polarimetrie-Beobachtungen notwendig sind, wie die aktuelle Studie gezeigt hat.

Weitere Informationen

Die hier präsentierten Ergebnisse von H. Nagai et al. wurden am 20. Juni 2016 im Astrophysical Journal unter dem Titel “ALMA Science Verification Data: Millimeter Continuum Polarimetry of the Bright Radio Quasar 3C 286” publiziert.

Die beteiligten Wissenschaftler sind: H. Nagai (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan), K. Nakanishi (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan; The Graduate University for Advanced Studies, Tokyo, Japan; Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), R. Paladino (INAF-Osservatorio di Radioastronomia, Bologna, Italien), C.L.H. Hull (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA; Jansky Fellow of the National Radio Astronomy Observatory), P. Cortes (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile; National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), G. Moellenbrock (National Radio Astronomy Observatory, Socorro, New Mexico, USA), E. Fomalont (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile; National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), K. Asada (The Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taipei, Taiwan) und K. Hada (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan).

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem taiwanesischen National Science Council (NSC) und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb ist die ESO federführend für den europäischen Beitrag, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.