Heißes Gas in kompakten Galaxiengruppen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein Chandra-Röntgen-Observatorium-Bild des Zentralbereichs der kompakten Galaxiengruppe HCG 62. Unterschiedliche Röntgen-Oberflächenhelligkeiten sind durch verschiedene Farben dargestellt: grün zeigt Regionen niedriger Helligkeit, während purpur und rötlich ansteigende Röntgenintensität offenbart. Eine neue Untersuchung kommt zu dem Schluß, daß mächtige Jets durch die Aktivität Schwarzer Löcher nicht in der Lage sind, die in dem heißen Gas sichtbaren Aushöhlungen aufrecht zu erhalten und das einige andere Mechanismen notwendig sind. NASA / CfA / Chandra / Vrtilek

 

Galaxien sind oft in Gruppen oder Clustern zu finden. Zum Beispiel ist die Milchstraße ein Mitglied der „Lokalen Gruppe“, die aus etwa drei Dutzend Galaxien besteht und zu der die rund 2 Millionen Lichtjahre entfernt gelegene Andromeda-Galaxie gehört. Sehr große Cluster können Tausende von Galaxien enthalten, alle durch die Gravitation aneinander gebunden. Manchmal stoßen diese Galaxien miteinander zusammen und in noch katastrophaleren Ereignissen können sogar die Cluster miteinander kollidieren und verschmelzen.

Kompakte Galaxiengruppen setzen sich aus weniger Galaxien zusammen als die großen Cluster, stellen aber eine wichtige Objektklasse dar, da sie als kosmische Bausteine in der großräumigen Struktur des Kosmos dienen könnten. Nachdem sich Galaxien im jungen Universum bildeten, könnten solche mittelgroßen Galaxiengruppen die nächsten Systeme sein, die sich entwickelten. Solche Gruppen an Galaxien könnten sich dann mit jeder anderen verbinden, um die größeren Galaxiencluster zu bilden.

Der Raum zwischen den Galaxien in diesen Clustern ist mit sehr heißem und verdünntem Gas durchsetzt. Die im letzten Jahrzehnt mit dem Chandra-Röntgen-Observatorium im Röntgenlicht erhaltenen Bilder dieses Gases sind beim Fortschritt in unserem Verständnis der massereichen Schwarzen Löcher, die in den Zentren von vielen Galaxien zu Hause sind, entscheidend gewesen. Die Aufnahmen zeigen oft Jets aus geladenen Teilchen, die von den Schwarzen Löchern in das heiße Gas ausgestoßen werden und diese Jets verursachen große Ausbuchtungen im Gas, die man an der Röntgenstrahlung erkennen kann – dies liefert einen direkten Beweis für die enge Verbindung zwischen den Schwarzen Löchern in den Galaxienkernen und dem heißen Gas.

Jedoch steht mit dieser Vorstellung ein ungelöstes Rätsel in Verbindung. Abschätzungen der benötigten Gesamtenergie, um die beobachteten Ausbuchtungen in vielen solchen Systemen zu erhalten, bringen Energiewerte für die Jets mit sich, die etwa 100 Mal höher sind als beobachtet. Ein Team aus sieben Astronomen, darunter auch Paul Nulsen und Brian McNamara vom CfA, stellten eine mit dem Chandra-Röntgen-Observatorium durchgeführte Untersuchung an einer als HCG 62 bekannten, etwa 60 Galaxien umfassenden, kompakten Galaxiengruppe fertig. Sie konnten den Energieausstoß dieser Gruppe überprüfen und direkt (und zum ersten Mal) die Röntgenemission eines der supermassereichen Schwarzen Löcher beobachten. Sie legen dar, daß die sich schnell bewegenden Elektronen in dem Jet tatsächlich den Beitrag nicht liefern können, der nötig ist, um die riesigen, beobachteten Aushöhlungen vor einem Kollaps zu bewahren. Die Wissenschaftler folgern stattdessen, daß in diesem Fall – und vermutlich bei anderen kompakten Gruppen ebenfalls – eine beträchtliche Menge Gas auf anderen Wegen aufgeheizt werden muß, oder aber dort vielleicht gewaltige Aktivität an kosmischer Strahlung vonnöten ist. Die neuen Beobachtungen lieferten Hinweise auf eine kürzlich stattgefundene Verschmelzungsaktivität in HCG 62, die vielleicht genau zu diesem Aufheizen des Gases mit beigetragen hat und hilft, dieses langanhaltende Mysterium zu beantworten.

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