Die Energiequellen von ultraleuchtkräftigen Galaxien

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Die ultraleuchtkräftige Galaxie IRAS 19297-0406 mit dem Hubble-Weltraum-Teleskop gesehen. Eine Untersuchung im Infraroten stellt fest, daß in ungefähr einem Drittel dieser Galaxien ein supermassereiches Schwarzes Loch im Kern sitzt, welches die Energieerzeugung dominiert. NASA, NICMOS Group (STScI, ESA) und NICMOS Science Team (University of Arizona)

 

Ultraleuchtkräftige infrarote Galaxien (ULIRGs) sind Galaxien, deren Leuchtkraft die Leuchtkraft von einer Billiarde Sonnen übertrifft; die Milchstraße hat eine charakteristische (und viel moderatere) Leuchtkraft von nur etwa vergleichsweise 10 Milliarden Sonnen. ULIRGs wurden durch einen Satelliten zur Infrarot-Durchmusterung des ganzen Himmels in den 1980-er Jahren entdeckt und seitdem ist der Ursprung (Ursprünge) ihrer gewaltigen Infrarotabstrahlung heftig diskutiert worden. Sehr hohe Infrarotaktivität steht bekanntlich mit wechselwirkenden Galaxien in Verbindung und optische Aufnahmen zeigen in der Tat, daß viele solcher ULIRGs kollidieren. Aber dieser Umstand gibt keine Antwort auf die Frage, welcher physikalische Mechanismus die Leuchtkraft antreibt. Könnte der gleiche Vorgang auf niedrigerem Niveau in unserer Galaxis im Gange sein?

Die beiden grundlegendsten bekannten Quellen umfassender Energieerzeugung in Galaxien sind Sternentstehung und Aktivität durch Akkretion um ein massereiches Schwarzes Loch im Kern (ein sogenannter aktiver galaktischer Kern). Beide erzeugen Strahlung, die den Staub erwärmt – der Ursprung der starken infraroten Emission. Der Staub schwächt optisches Licht und macht herkömmliche Untersuchungen schwierig, doch die Strahlung des Staubs selbst hat spezifische Farbmerkmale, durch die zwischen den beiden Fällen unterschieden werden kann. Eine Gruppe, bestehend aus acht Astronomen, hat mit dem Spitzer-Weltraum-Teleskop die Infrarotemission von 71 ULIRGs mit dem Bestreben untersucht, die jeweilige Rolle zu beziffern, die jeder der beiden Prozesse im Energiehaushalt der ULIRGs spielt.
Die Wissenschaftler finden, daß näherungsweise 70% der Quellen die charakteristische Signatur eines aktiven Kerns aufweisen; eine wichtige Schlußfolgerung, die durch die Anwendung ihrer Untersuchungstechnik auf das Licht des Staubs ermöglicht wurde. Ferner finden sie, daß mit Bezug auf die Energieerzeugung die Sternentstehung in annähernd zwei Drittel der Quellen vorherrscht; im verbleibenden Drittel der ULIRGs spielt der Kern bei der Energieversorgung der Galaxie die entscheidende Rolle und dieser Anteil steigt bei den leuchtkräftigsten ULIRGs an. Unsere Milchstraße hat ein massereiches Schwarzes Loch in ihrem Kern, doch die Aktivität um dieses herum ist gegenwärtig sehr gering. Wenn vielleicht die Milchstraße in einigen Milliarden Jahren mit der Andromeda-Galaxie zusammenstoßen wird, ein Ereignis, von dem übrigens viele Astronomen vermuten, daß es eintritt, wird die Wechselwirkung den Kern zu größerer Aktivität anregen und unsere Galaxis wird, wenn nicht ultraleuchtkräftig, dann immerhin leuchtkräftiger als heute sein.

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