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Ein tiefer Blick in das Herz von Centaurus A

16.05.2012 - (idw) Max-Planck-Institut für Astronomie

Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Ein neues Bild der Europäischen Südsternwarte mit dem Wide Field Imager am MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop auf La Silla zeigt die seltsame Galaxie Centaurus A. Mit einer Gesamtbelichtungszeit von mehr als 50 Stunden dürfte dies die am tiefsten gehende Ansicht des ebenso ungewöhnlichen wie atemberaubenden Himmelsobjekts sein, die Astronomen jemals aufgenommen haben. Centaurus A, unter Astronomen auch bekannt unter der Katalognummer NGC 5128 [1], ist eine seltsame, massereiche elliptische Galaxie, deren Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch enthält. Die Galaxie, die etwa 12 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Centaurus (der Zentaur) liegt, ist die leuchtkräftigste Radiogalaxie am Südhimmel. Die Astronomen gehen davon aus, dass ihre starke Radiostrahlung sie stammt aus dem Kernbereich und von keulenartigen Strukturen, so genannten Jets von dem Schwarzen Loch mit seinen etwa 100 Millionen Sonnenmassen verursacht wird: Fällt Materie aus dem dichten Zentralbereich der Galaxie auf das Schwarze Loch zu, dann werden gewaltige Energiemengen freigesetzt.

Auf dieser Aufnahme mit dem Wide Field Imager ist die elliptische Grundform der Galaxie anhand ihres langgestreckten, lichtschwachen Außenbereichs gut zu erkennen. Das Leuchten, das weite Teiles des Bildfeldes ausfüllt, stammt von Hunderten von Milliarden kühlen, alten Sternen. Im Gegensatz zu den meisten elliptischen Galaxien wird das makellose Erscheinungsbild von Centaurus A durch ein breites, verschlissenes Band aus dunklem Material gestört, welches das Zentrum der Galaxie verdeckt.

Das dunkle Band enthält große Mengen an Gas, Staub und jungen Sternen. An seinem oberen rechten und unteren linken Rand verraten helle junge Sternhaufen ihre Anwesenheit durch das rötliche Leuchten von Wolken aus Wasserstoffgas, in deren Innerem sich neue Sterne bilden; einzelne Staubwolken heben sich als dunkle Silhouetten vor dem Sternhintergrund ab. In Kombination mit der starken Radiostrahlung sind dies sichere Anzeichen dafür, dass Centaurus A das Resultat der Verschmelzung zweier Galaxien ist. Das Staubband ist vermutlich der letzte Überrest einer Spiralgalaxie, die einer riesigen elliptischen Galaxie begegnete und dabei durch die Schwerkraft der größeren Galaxie völlig zerrissen wurde.

Das Bild wurde aus einem Satz von WFI-Aufnahmen mit langer Belichtungszeit durch Rot-, Grün- und Blaufilter erstellt und um Aufnahmen mit Spezialfiltern ergänzt, die nur das Licht leuchtenden Wasserstoffs und ionisierten Sauerstoffs durchlassen. Damit gelingt es, auch im sichtbaren Licht jetartige Strukturen um Centaurus A abzubilden, wie sie in einer früheren Wide Field Imager-Aufnahme gerade eben auszumachen waren (eso0315a).

Von der Galaxie ausgehend sind in Richtung der oberen linken Ecke des Bildes zwei Gruppen rötlicher Filamente zu sehen, die in etwa so orientiert sind wie die großen, hellen Radiojets. Die rötlichen Strukturen sind Sternkinderstuben, die heiße, junge Sterne enthalten [2]. Die inneren Filamente oberhalb der linken Seite des Staubbands haben eine Entfernung von etwa 30.000 Lichtjahren vom Galaxienkern. Die äußeren Filamente liegen weiter außen, etwa 65.000 Lichtjahre vom Kern entfernt, in der linken oberen Ecke des Bildes. Viel schwächere Spuren eines zweiten Jets in entgegengesetzter Richtung sind im Bild unten rechts zu sehen.

Centaurus A wurde in allen Wellenlängenbereichen von Radiowellen bis hin zur Gammastrahlung detailliert untersucht. Um die Wechselwirkung der energiereichen Strahlung aus dem zentralen supermassereichen Schwarzen Loch mit der direkten Umgebung des Schwarzen Loches zu verstehen, sind insbesondere Radio- und Röntgenstrahlung wichtig, siehe auch eso0903. Vor kurzem haben Astronomen Centaurus A mit Hilfe von ALMA auch im Submillimeterbereich ins Visier genommen.

Mit den Aufnahmen von Centaurus A, die für die Erstellung dieses Bildes verwendet wurden, sollte überprüft werden, ob es möglich ist, mit Hilfe von Durchmusterungen mit bodengebundenen Teleskopen in Galaxien wie Centaurus A, die außerhalb der so genannten Lokalen Gruppe von Galaxien liegen, veränderliche Sterne zu entdecken und zu überwachen [3]. In diesem Falle machten die Astronomen reiche Beute: Sie entdeckten 200 neue Veränderliche in Centaurus A.

Endnoten

[1] Die Galaxie wurde erstmals am 4. August 1826 von dem britischen Astronomen James Dunlop vom Parramatta-Observatorium in Australien aus dokumentiert. Die Bezeichnung Centaurus A besagt, dass es sich bei der Galaxie um die erste Radioquelle handelt, die man im Sternbild Zentaur entdeckt hat, in diesem Falle bereits in den 1950er Jahren.

[2] Der Ursprung der beiden Filamente ist nach wie vor ungeklärt. Sie könnten das Ergebnis von Ionisationsprozessen durch die Strahlung aus dem Kernbereich oder von Stoßwellen aus den Gasklumpen sein.

[3] Diese Ergebnisse wurden in einem Fachartikel von J.T.A. de Jong et al. 2008 publiziert.

Zusatzinformationen

Das MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop wurde 1984 in Betrieb genommen und ist eine Leihgabe der Max-Planck-Gesellschaft an die ESO. Sein Wide Field Imager, eine astronomische Kamera mit besonders großem Blickfeld und einem Detektor mit 67 Millionen Pixeln, liefert Bilder, die nicht nur von wissenschaftlichem, sondern auch von ästhetischem Wert sind. Der hochauflösende Echelle-Spektrograf FEROS (Fibre-fed Extended Range Optical Spectrograph) wurde von einem Konsortium von vier europäischen Instituten unter Federführung der Heidelberger Landessternwarte auf dem Königstuhl entwickelt und gebaut.

Im Jahr 2012 feiert die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) das 50-jährige Jubiläum ihrer Gründung. Die ESO ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 15 Mitgliedsländer: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO betreibt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist der europäische Partner für den Aufbau des Antennenfelds ALMA, das größte astronomische Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO ein Großteleskop der 40-Meter-Klasse für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird, das European Extremely Large Telescope (E-ELT).

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsstaaten (und einigen weiteren Ländern) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.


Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Informati
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