Unsere Galaxie hat eine verdrehte magnetische Seite – und jetzt haben Forscher sie endlich sichtbar gemacht

Die unsichtbare Kraft, die uns bisher entgangen ist

Stell dir vor, du könntest die Schwerkraft nicht sehen, aber du wüsstest genau, dass sie alles zusammenhält. Genau so geht es Astronomen mit dem Magnetfeld unserer Milchstraße. Jahrzehntelang haben Forscher in die Sterne geblickt und sich gefragt, wie unsere Galaxie eigentlich funktioniert. Dabei haben sie ein zentrales Puzzleteil schlicht nicht wahrgenommen.

Ohne ein starkes Magnetfeld würde unsere Galaxie unter ihrem Eigengewicht zusammenbrechen. Die Schwerkraft wäre stärker und würde alles nach innen ziehen. Deshalb geht es hier nicht um reine Theorie. Es geht darum, warum es überhaupt eine geordnete Galaxie gibt und keine bloße Wolke aus Staub.

Endlich sehen wir, was bisher verborgen war

Ein Team der University of Calgary hat jetzt die bisher klarste Karte dieses unsichtbaren Magnetfelds erstellt. Die Ergebnisse erschienen in zwei wichtigen Fachzeitschriften und zeigen: Die Struktur ist überraschender, als man bisher dachte.

Die neue Sicht kam durch ein modernes Radioteleskop in British Columbia. Es scannt den nördlichen Himmel auf vielen Frequenzen gleichzeitig. Dadurch lassen sich feine Unterschiede erkennen, die bei einzelnen Wellenlängen einfach untergehen – vergleichbar mit dem Wechsel von getöntem auf klarem Glas.

Wie man etwas kartiert, das man nicht sehen kann

Der Schlüssel liegt in der Faraday-Rotation. Radio­wellen, die durch Bereiche mit Elektronen und Magnetfeldern laufen, werden dabei leicht verdreht. Misst man diesen Drehwinkel genau, lässt sich daraus die Richtung des Magnetfelds ablesen.

Der Effekt ähnelt einem Strohhalm in einem Wasserglas. Das Licht wird gebrochen und der Halm wirkt verbogen. Bei Radio­wellen ist es die Kombination aus Elektronen und Magnetfeld, die den Wellen eine Drehung verleiht. Je genauer man diese Drehung misst, desto genauer wird die Magnetfeldkarte.

Ein unerwarteter Richtungswechsel

Die Forscher entdeckten etwas Überraschendes: Das Magnetfeld der Milchstraße zeigt keine einheitliche Richtung. In großen Teilen der Galaxie verläuft es, von oben betrachtet, im Uhrzeigersinn. Doch im Bereich des Sagittarius-Arms dreht es sich plötzlich gegen den Uhrzeigersinn. Es ist wie ein Kompass, bei dem eine Hälfte umgekehrt wurde.

Bisher war unklar, wie es zu diesem Umschwung kommt. Es gab nur eine Übergangszone, but die dahinterliegende Ursache blieb rätselhaft. Als eine Forscherin namens Anna Ordog neue Daten brachte, erkannte das Team plötzlich: Der Übergang verläuft schräg.

Der schräge Übergang

Die neuesten Messungen zeigen, die Umkehr des Magnetfelds verläuft nicht einfach flach. Stattdessen liegt sie auf einer schrägen Ebene. Vergleichbar mit einem Kreisel, bei dem man die Achse leicht kippt. So sieht der Übergang im dreidimensionalen Raum aus.

Diese Entdeckung wirkt auf den ersten Blick klein. Doch sie gibt Aufschluss darüber, wie Galaxien entstehen, sich verändern und über Milliarden Jahre entwickeln. Je genauer wir Magnetfelder verstehen, desto besser können wir vorhersagen, wann und wie Galaxien verschmelzen.

Warum das für uns relevant ist

Magnetfeldstudien klingen zunächst fernab des Alltags. Doch diese Kräfte haben auch uns geformt. Die Atome, aus denen wir bestehen, stammen aus Sternen, die in genau diesem Magnetfeld entstanden und vergehen konnten.

Zudem zeigt die Arbeit, wie geschickt wir inzwischen geworden sind, unsichtbare Strukturen zu messen und zu kartieren. Das Team hat außerdem einen großen Datensatz erstellt, den Forscher weltweit weiterverwenden können. Solche Grundlagenforschung legt oft den Grundstein für künftige, noch unbekannte Durchbrüche.