Een internationaal team van astronomen heeft nieuwe inzichten gekregen in de fysieke omstandigheden in de gasstaart van zogenaamde kwallenstelsels. Ze zijn vooral geïnteresseerd in de parameters die leiden tot de vorming van nieuwe sterren in de staart buiten de melkwegschijf. Ze analyseerden, bijvoorbeeld, de sterkte en oriëntatie van de magnetische velden in het sterrenstelsel JO206.

Ancla Müller en professor Ralf-Jürgen Dettmar van de Ruhr-Universität Bochum beschrijven hun bevindingen samen met professor Christoph Pfrommer en Dr. Martin Sparre van het Leibniz Institute for Astrophysics in Potsdam, evenals collega's van het INAF-Italiaanse nationale instituut voor astrofysica in Padua, Selargius en Bologna in het tijdschrift Natuurastronomie vanaf 26 oktober 2020.

Sterke magnetische velden

Kwallenstelsels zijn sterrenstelsels die in het centrum van een cluster van sterrenstelsels vallen, zodat de beweging het interstellaire gas in de tegenovergestelde richting duwt. Dit resulteert in de vorming van een staart, wat deze sterrenstelsels hun kwalachtige uiterlijk geeft en vandaar hun naam. Een team onder leiding van Bianca Poggianti, een van de auteurs van het huidige artikel van de INAF, had in eerdere studies aangetoond dat sterren zich kunnen vormen in de gasstaarten van kwallenstelsels. Het is bekend dat magnetische velden in sterrenstelsels kunnen bijdragen aan stervorming. Echter, het is nog niet vastgesteld of dit ook het geval is bij het ijle gas van kwallenstaarten, die vanwege hun lage helderheid moeilijk te bestuderen zijn.

Het team onder leiding van Ancla Müller heeft nu een eerste stap gezet om dit probleem op te lossen. De onderzoekers analyseerden de magnetische veldstructuur van het sterrenstelsel JO206. Ze hebben aangetoond dat niet alleen de melkwegschijf een sterk magnetisch veld heeft, maar ook de gasstaart. "Gezien het ongewoon hoge aandeel gepolariseerde straling, kunnen we concluderen dat het veld heel precies langs de staart is uitgelijnd, ", legt Ancla Müller uit.

Computersimulaties bieden een mogelijke verklaring

Met behulp van computersimulaties, de groep construeerde een scenario dat de ongebruikelijke parameters kan verklaren:"Terwijl het kwallenstelsel door het melkwegcluster vliegt, zijn magnetische veld wikkelt zich als een mantel rond de melkweg en wordt verder versterkt en afgevlakt door de hoge melkwegsnelheid en afkoelingseffecten, " legt Christoph Pfrommer uit. Dit proces zou het magnetische veld van JO206 kunnen versterken en ook het hoge aandeel gepolariseerde straling kunnen genereren.

Op basis van de simulatie, de onderzoekers ontwikkelden de volgende theorie:JO206 valt met hoge snelheid in het centrum van de melkwegcluster, zodat de magnetische velden op elkaar inwerken en hete winden van het medium tussen de sterrenstelsels leiden tot ophopingen van plasma. Een percentage van het plasma condenseert op de buitenste lagen van de gasstaart, waar het zich vermengt met de resterende materie. "Dit zou voldoende materiaal opleveren voor stervorming, ", zegt Ancla Müller. "Het zou fascinerend moeten zijn om te zien of dit beeld kan worden bevestigd door verdere metingen aan andere objecten."

"Om de hypothesen te verifiëren die zijn gesuggereerd door de waarnemingen van het kwallenstelsel JO206, observeren we andere sterrenstelsels met vergelijkbare staarten met behulp van radiotelescopen in Australië, Zuid-Afrika en de Verenigde Staten, " concludeert Poggianti. "De waarneming van het magnetische veld van JO206 is het eerste en tot nu toe het enige onderzoek in zijn soort in een kwallenstelsel. We hebben meer waarnemingen nodig om te begrijpen of het ontdekte fenomeen gebruikelijk of uitzonderlijk is. Dit zal ons ook in staat stellen te begrijpen welk verband bestaat tussen het magnetische veld en de stervorming buiten de schijven van de melkweg."