Zusammenfassung - Magnetische Felder und Kosmische Strahlen in M31. II. Stärke und Verteilung der magnetischen Feldkomponenten.

Magnetische Felder und Kosmische Strahlen in M31. II. Stärke und Verteilung der magnetischen Feldkomponenten.

2025-07-10 12:55:11

{"Rainer Beck","Elly M. Berkhuijsen"}

{astro-ph.GA}

Diese Studie untersucht die Magnetfelder und kosmischen Strahlen in der Andromeda-Galaxie (M 31), einer nahen Spiralgalaxie, die als idealer Laboratorium für die Untersuchung von Magnetfeldern dient. Das Forschungsziel ist die Messung der Stärke und Verteilung verschiedener Magnetfeldkomponenten, einschließlich des Gesamtfelds, des geordneten, des regelmäßigen, des isotropen turbulenteren und des anisotropen turbulenteren Felds. Die Forscher nutzten Radio-Continuum-Beobachtungen von M 31 bei Wellenlängen von 3,6 cm und 6,2 cm mit dem Effelsberg-100-m-Teleskop und kombinierten diese Beobachtungen mit den VLA- und Effelsberg-Teleskopen bei 20,5 cm. Sie messten die Intensitäten des Gesamtfelds, des linear polarisierten und des unpolarisierten Synchrotron-Ausstrahlens, um die Stärke des Gesamtfelds, des geordneten und des isotropen turbulenteren Felds in der Himmelsfläche zu bestimmen. Die Forscher fanden heraus, dass die durchschnittlichen Ausgleichsströme der Magnetfeldstärke im Emissionsring, zwischen einem Radius von 8 kpc und 12 kpc in der Galaxieebene, (6,3 ± 0,2) µG für das Gesamtfeld, (5,4 ± 0,2) µG für das isotropische turbulente Feld und (3,2 ± 0,3) µG für das geordnete Feld in der Himmelsfläche betragen. Die Stärke des Gesamtfelds, des isotropen turbulenteren und des geordneten Felds nimmt exponentiell mit den radialen Skalengrößen von '14–15 kpc ab. Die durchschnittliche Stärke des axialsymmetrischen regelmäßigen Felds, Breg, abgeleitet aus den RM-Werten im Emissionsring, beträgt (2,0 ± 0,5) µG und bleibt zwischen einem Radius von 7 kpc und 12 kpc fast konstant. Das Quadratische Abziehen der Komponente Breg,⊥ in der Himmelsfläche vom geordneten Feld, Bord,⊥, ergibt die Stärke des anisotropen turbulenteren Felds, Ban,⊥, die durchschnittlich (2,7 ± 0,7) µG im Emissionsring beträgt. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die durchschnittliche Stärke des regelmäßigen Felds zwischen 7 kpc und 12 kpc Radius etwa 40% kleiner ist als die Ausgleichsströmung der geordneten Feldstärke (enthaltenend regelmäßige und anisotropische turbulente Felder). Dies deutet darauf hin, dass die Annahme der Ausgleichsströmung vernünftig ist. Die Studie fand ebenfalls heraus, dass die durchschnittliche magnetische Energiedichte im Emissionsring etwa fünfmal größer ist als die thermische Energiedichte des diffusionsfreien warmen ionisierten Gases, während die magnetische Energiedichte ähnlich der kinetischen Energiedichte der turbulenten Bewegungen des neutralen Gases ist. Die Forscher diskutierten auch die relativen Effizienzen der groß- und kleinskaligen Dynamos und die Entstehung anisotropischer turbulenter Felder. Diese Studie bietet wertvolle Einblicke in die Magnetfelder und kosmischen Strahlen in M 31 und hat Auswirkungen auf das Verständnis der Dynamik und Evolution von Galaxien.