Mit dem Very Large Array (VLA) der National Science Foundation haben Astronomen eine überraschend energiereiche Aktivität in einer Galaxie registriert, die sie ansonsten als „langweilig“ ansehen. Ihre Entdeckung gibt wichtige Einblicke in die katastrophalen Auswirkungen, die supermassive Schwarze Löcher auf ihre Heimatgalaxien haben können.
„Es scheint so, dass ein supermassives Schwarzes Loch das Gas in seiner Galaxie explosiv aufheizt und fortkatapultiert. Infolgedessen verwandelt sich die Galaxie von einer aktiv sternbildenden Galaxie in eine ohne Gas, die nicht länger Sterne bilden kann“, sagte Chris Harrison vom Centre for Extragalactic Astronomy an der Durham University (Großbritannien), der leitende Autor der Studie.
Zwei Hauptgalaxientypen sind Spiralgalaxien, die gasreich sind und aktiv Sterne bilden, und elliptische Galaxien, die gasarm sind und sehr wenig Sternentstehungsprozesse zeigen. Die massereichen elliptischen Galaxien, so vermuten Astronomen, begannen ihre Existenz als aktiv sternbildende Galaxien. Man nimmt an, dass energiereiche Jets und Materiewinde, angetrieben von supermassiven Schwarzen Löchern in den Zentren der Galaxien, das für die stetige Sternentstehung erforderliche Rohmaterial entfernen oder zerstören.
„Seit vielen Jahren sehen wir direkte Hinweise darauf, dass dies in Galaxien geschieht, die extrem hell leuchten, wenn man sie mit Radioteleskopen beobachtet. Diese seltenen, radiohellen Galaxien besitzen energiereiche Jets, die ihren Ursprung bei dem Schwarzen Loch haben und auf das umgebende Gas treffen“, sagte Harrison. Um zu verstehen, wie all die Galaxien in unserem Universum entstanden, mussten wir jedoch wissen, ob die gleichen Prozesse in weniger extremen Galaxien ablaufen, welche die Mehrheit besser repräsentieren. Das war der Fokus unserer Studie“, ergänzte er.
Als Teil einer laufenden Untersuchung nutzten Harrison und seine Kollegen das Very Large Array, um eine Galaxie namens J1430+1339 zu untersuchen, die wegen ihres Aussehens auch als „Teacup“ („Teetasse“) bezeichnet wird. Die Galaxie ist etwa 1,1 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt und zeigt Eigenschaften, die typisch für Galaxien mit zentralen Schwarzen Löchern sind, welche aktiv Materie konsumieren. Nachfolgebeobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble offenbarten ebenfalls Anhaltspunkte dafür, dass die Teacup-Galaxie das Erscheinungsbild einer elliptischen Galaxie hat. Sie ist aber von Gas umgeben, was darauf hindeutet, dass sie sich noch im Umwandlungsprozess aus einer sternbildenen Galaxie befindet.
Die VLA-Beobachtungen ergaben, dass die Galaxie „Blasen“ besitzt, die sich 30.000-40.000 Lichtjahre weit zu jeder Seite ihres Kerns erstrecken. Außerdem weist sie kleinere, jetähnliche Strukturen von etwa 2.000 Lichtjahren Länge auf. Diese jetähnlichen Strukturen befinden sich an der Position, wo Beobachtungen in sichtbarem Licht darauf schließen lassen, dass Gas bis auf Geschwindigkeiten von 1.000 Kilometer pro Sekunde beschleunigt wird.
„Diese Radiobeobachtungen haben enthüllt, dass das zentrale Schwarze Loch einen Sturm im Zentrum seiner Galaxie aufpeitscht, indem es starke Jets erzeugt. Die Jets beschleunigen das Gas in ihrer Heimatgalaxie und kollidieren mit Gas in größeren Entfernungsmaßstäben. Das ist die gleiche Art energiereicher Prozess, den wir bereits in seltenen, extrem radiohellen Galaxien gesehen haben. Die unglaublichen Fähigkeiten des Very Large Array haben uns ermöglicht zu entdecken, dass diese Prozesse in gewöhnlicheren, radioschwachen Galaxien auftreten können. Man muss nur genau genug suchen“, sagte Alasdair Thomson, ein anderer Astronom der Durham Univeryity, der an der Studie beteiligt war.
„Dieser ‚Sturm in der Teetasse‘ bedeutet, dass der jetgesteuerte Prozess, durch den ein Schwarzes Loch sternbildende Materie entfernt oder zerstört, viel häufiger sein könnte, als wir bislang wussten. Er könnte ein entscheidendes Stück des Puzzles sein, um zu verstehen, wie die Galaxien um uns herum entstanden“, sagte Harrison. Harrison und seine Mitarbeiter haben mit dem Very Large Array jetzt acht weitere Objekte dieser Art beobachtet und analysieren derzeit ihre Daten, um zu sehen, ob die anderen Objekte ähnliche Eigenschaften haben.
Harrison arbeitete mit Astronomen aus Großbritannien, den Vereinigten Staaten und Chile zusammen. Sie präsentierten ihre Ergebnisse im Astrophysical Journal. Das National Radio Astronomy Observatory ist eine Einrichtung der National Science Foundation und wird im Rahmen eines Kooperationsvertrags von Associated Universities, Inc. geleitet.
Quelle: https://public.nrao.edu/news/pressreleases/vla-finds-galaxy-storm
(THK)
Antworten