Verborgene galaktische Kerne

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Die Galaxie NGC 1068 mit einem aktiven supermassereichen Schwarzen Loch in ihrem Kern. Astronomen, die ähnlich ungewöhnliche Galaxien im Infraroten untersuchen, haben entdeckt, daß in vielen Fällen Material, welches den Kern verdunkelt, sich in einem ausgedehnten Gebiet befindet und nicht auf einen kleinen Torus beschränkt ist. NASA und das Chandra-Röntgen-Observatorium

Im Kern der meisten Galaxien, einschließlich unserer eigenen Milchstraße, findet sich ein massereiches Schwarzes Loch. Das in die Umgebung des Schwarzen Lochs fallende Material heizt sich auf und kann auf eindrucksvolle Weise strahlen, manchmal sogar den Ausstoß bipolarer Jets an sich schnell bewegenden, geladenen Teilchen antreiben. Diese sogenannten aktiven galaktischen Kerne (active galactic nuclei = AGN), so zeigen Beobachtungen, besitzen in groben Zügen zwei Eigenschaften: strahlend helles, sich schnell bewegendes, heißes Gas mit Merkmalen auf Staubemission, oder Staubabsorption mit geringem (oder keinem) Anteil an sich schnell bewegendem Gas.

Gemäß dem “Vereinheitlichungsmodell” für AGN sind diese und die meisten anderen Unterschiede im Erscheinungsbild in erster Linie auf den Winkel, unter dem eine Galaxie und ihre zentrale Maschine zu sehen sind, zurückzuführen. Im ersten Fall ist die Galaxie in Face-on-Lage (frontal) zu sehen und das sich schnell bewegende Gas in der Nähe des Schwarzen Lochs ist klar zu erkennen. Im zweiten Fall sind die ganze Galaxie und um das Schwarze Loch ein Torus aus verdunkelndem Staub in Edge-on-Lage (von der Kante her) zu sehen; der Torus verhindert den Blick auf das sich schnell bewegende Gas und verschluckt im Infraroten die charakteristischen Erkennungszeichen des Staubs. Aber ist dieses einfache Modell in allen Fällen richtig? Die CfA-Astronomen Andy Goulding, Bill Forman, Christine Jones und Markos Trichas haben mit vier weiteren Astronomen eine Untersuchung über den Ursprung dieser Absorptionsmerkmale des Staubs im infraroten Licht durchgeführt. Sie untersuchten besonders die Natur des vermuteten Torus: ist er ein kleiner, gleichmäßiger Ring aus dichtem Material, oder eine große, ausgedehnte Struktur aus diffuserem Material oder vielleicht aus vielen kleinen, dichten Klumpen aufgebaut? Die beobachtete Stärke der infraroten Staubabsorption ist wichtig, um eine Klärung zwischen diesen unterschiedlichen Vorstellungen herbeizuführen.

Die Astronomen untersuchten mit dem Infrarot-Spektrometer an Bord des Spitzer-Weltraum-Teleskops die Eigenschaft des Staubs in allen zwanzig nah gelegenen AGN, die besonders große Säulendichten an neutralem Gas (Compton-dicke AGN) aufweisen. Die Spektren liefern quantitative Messungen der Sternentstehungsrate sowie der Staubabsorption. Wie in der Ausgabe 755 des Astrophysical Journal berichtet, gelangen die Wissenschaftler zu verschiedenen, wichtigen Schlußfolgerungen. Sie sind darauf gestoßen, daß bei einer bedeutenden Minderheit der Fälle der absorbierende Staub über ein größeres Gebiet als in einem Torus verteilt ist; dies stützt eine Variante des Vereinheitlichungsmodells. Sie weisen ferner darauf hin, daß diese Art von AGN ungewöhnlich hohe Sternbildungsraten aufweisen; die Suche nach weiteren außergewöhnlichen AGN, bei denen Hinweise auf Sternentstehung fehlen, sind wahrscheinlich eine nicht zu sehende, bedeutende Population der am stärksten verdunkelten AGN.

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