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Einblick in die Kollision zweier Galaxien
von Stefan Deiters
astronews.com
13. Januar 2015
Das NASA-Röntgenteleskop NuSTAR hat einen Blick auf ein
System aus zwei kollidierenden Galaxien geworfen. Mithilfe der Daten konnten
Astronomen erstmals erkennen, welches der beiden zentralen Schwarzen Löcher der
beteiligten Galaxien durch die Kollision aktiv geworden ist und begonnen
hat, große Mengen an Material zu verschlingen.
Das System Arp 299 in einer kombinierten
Ansicht aus NuSTAR-Daten und Beobachtungen des
Weltraumteleskops Hubble.
Bild: NASA / JPL-Caltech / GSFC [Großansicht und Einzelbilder]
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Kollisionen spielen bei der Entwicklung von Galaxien eine entscheidende
Rolle. Da praktisch jede Galaxie in ihrem Zentrum über ein supermassereiches
Schwarzes Loch verfügt, stellt sich natürlich die Frage, wie diese durch diese
Ereignisse beeinflusst werden. Auch zentrale Schwarze Löcher und ihre Aktivität
können nämlich großen Einfluss auf die Entwicklung einer Galaxie haben. Astronomen
vermuten, dass durch
Kollisionen Gas in Richtung der zentralen Schwarzen Löcher gelenkt werden kann
und diese dadurch wieder "aktiv" werden, also große Mengen an Material
verschlucken.
Eine solche Aktivität macht sich dann durch eine intensive Strahlung aus dem
Zentralbereich der Galaxie bemerkbar. Zwar leuchten die Schwarzen Löcher selbst
nicht, doch wird das Material, das sie konsumieren zuvor auf extreme
Temperaturen aufgeheizt, so dass diese Strahlung noch über große Entfernungen
sichtbar ist. Man spricht in solchen Fällen von "aktiven Galaxienkernen".
Mithilfe des Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) haben
Wissenschaftler nun Arp 299 ins Visier genommen, ein System aus zwei
kollidierenden Galaxien in rund 134 Millionen Lichtjahren Entfernung.
Beobachtungen mit anderen Röntgenteleskopen hatten gezeigt, dass es in dem
System aktive Schwarze Löcher geben muss, doch ließ sich anhand dieser
Beobachtungen nicht ermitteln, ob nur eines der beiden Schwarzen Löcher des
Systems durch die Kollision aktiviert wurde oder beide.
"Wenn Galaxien kollidieren, wird Gas durcheinandergewirbelt und auch in
Richtung des jeweiligen Galaxienkerns gelenkt", erklärt Andrew Ptak vom Goddard
Space Flight Center der NASA. "Wir wollen versuchen, den Mechanismus zu
verstehen, der dafür sorgt, dass ein Schwarzes Loch aktiv wird und beginnt, Gas
zu konsumieren."
Mit NuSTAR sind nun aufgelöste Beobachtungen im Bereich sehr
energiereicher Röntgenstrahlung möglich. Durch den Vergleich der NuSTAR-Beobachtungen
mit Aufnahmen im sichtbaren Bereich des Lichts, die mit dem Weltraumteleskop
Hubble gewonnen wurden, zeigte sich, dass offenbar nur eines der beiden Schwarzen Löcher
aktiv Material verschlingt. Das andere ist entweder inaktiv oder aber in so viel
Gas und Staub gehüllt, dass die Röntgenstrahlen nicht entkommen können.
"Die Wahrscheinlichkeit ist gering, dass beide Schwarzen Löcher zur gleichen
Zeit in einem System aus zwei verschmelzenden Galaxien aktiv sind", glaubt Ann
Hornschemeier, die die neuen Resultate in der vergangenen Woche auf einer Tagung
der American Astronomical Society in Seattle vorstellte. "Wenn sich die Kerne
der beiden Galaxien allerdings weiter annähern, sorgen die Gezeitenkräfte für
erheblichen Wirbel und dann könnten beide Schwarzen Löcher aktiv werden."
Hochenergetische Röntgenstrahlen, wie sie von NuSTAR beobachtet werden,
können auch noch vergleichsweise dickes Gas durchdringen, das Röntgenstrahlen
niedrigerer Energie bereits verschluckt. Die Beobachtungen mit NuSTAR liefern
daher wichtige Zusatzinformationen über diese kosmischen Kollisionen. "Vorher
wussten wir nicht, wo sich das wirkliche Monster bei dieser Verschmelzung
befindet", so Ptak.
Über ihre Beobachtungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel,
der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erscheinen wird.
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