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HERSCHEL
Überraschender Fund in Riesengalaxien
von Stefan Deiters
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27. Februar 2014

In elliptischen Riesengalaxien entstehen kaum noch neue Sterne. Grund dafür ist, so vermuteten die Astronomen bislang, dass die Systeme ihren gesamten Gasvorrat in Sterne umgewandelt oder auf andere Weise verloren haben. Jetzt entdeckten sie aber große Mengen von kaltem Gas in sechs elliptischen Riesengalaxien. Doch warum entstehen dann dort keine Sterne?

NGC 5044

Die elliptische Riesengalaxie NGC 5044 in einem Bild, das aus Daten von Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängen zusammengestellt wurde. Bild: Digitised Sky Survey / NASA Chandra / Southern Observatory for Astrophysical Research / Very Large Array (Robert Dunn et al. 2010)

Elliptische Riesengalaxien dürften mit zu den eindrucksvollsten Galaxien im Universum zählen. Sie fallen nicht nur durch ihre Größe auf, sondern auch dadurch, dass in ihnen praktisch keine neuen Sterne mehr entstehen. Durch irgendeinen Prozess kam die Sternentstehung in diesen Systemen zum Erliegen und es gibt dort heute nur noch massearme, ältere Sterne, die rötlich leuchten. Astronomen bezeichnen elliptische Riesengalaxien daher manchmal auch als "rot und tot".

Bislang hatte man angenommen, dass diese Riesengalaxien deswegen kaum noch Sternentstehungsaktivität zeigen, weil ihnen das Rohmaterial für neue Sterne fehlt. In Spiralgalaxien etwa, in denen es Regionen mit heftiger Sternentstehung gibt, finden sich große Mengen an kaltem Gas, was man bislang in den "roten und toten" Galaxien nicht nachweisen konnte.

Vermutlich, so die Astronomen, haben die elliptischen Galaxien ihr kaltes Gas durch irgendeinen Prozess abgestoßen oder haben schlicht ihren gesamten Gasvorrat in Sterne umgewandelt. Über eines bestand jedoch Einigkeit: In den Galaxien entstehen keine neuen Sterne mehr, weil diese dazu schlicht nicht in der Lage sind.

Doch könnte diese bislang als gesichert geltende Erkenntnis durch jetzt vorgestellte Beobachtungsergebnisse des europäischen Infrarot-Weltraumteleskops Herschel infrage gestellt werden. "Wir haben uns acht elliptische Riesengalaxien angeschaut, die noch niemand zuvor untersucht hatte und waren entzückt, als wir in sechs davon größere Mengen an kaltem Gas gefunden haben", so Norbert Werner von der Stanford University, der die Untersuchung geleitet hat.

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"Wir sehen zwar kaltes Gas", ergänzt Raymond Oonk von ASTRON, dem niederländischen Institut für Radioastronomie, "aber keinen Hinweis auf Sternentstehung. Das ist bizarr: Warum erzeugen diese Galaxien keine Sterne, obwohl sie doch einen so großen Vorrat an kaltem Gas zur Verfügung haben?"

Zur Beantwortung dieser Frage haben die Astronomen die Galaxien in zusätzlichen Wellenlängenbereichen untersucht, in denen sich Gas mit anderen Temperaturen als das von Herschel entdeckte aufspüren lässt. "In den sechs Galaxien, in denen wir kaltes Gas gefunden haben, deuteten die Röntgendaten darauf hin, dass hier auch heißes Gas abkühlt", so Werner.

Das stimmt mit der theoretischen Vorstellung überein, nach dem warmes Gas immer weiter abkühlt und sich dieser Prozess so lange fortsetzt, bis sich aus dem Gas schließlich Sterne bilden können. Doch offenbar ging die Abkühlung in den sechs Galaxien nicht weit genug. Außerdem fand man in den zwei anderen Galaxien, in denen sich kein kaltes Gas fand, Hinweise dafür, dass das heiße Gas hier überhaupt nicht abkühlt. "Dieses so unterschiedliche Verhalten der Galaxien könnte eine gemeinsame Ursache haben", vermutet Oonk: "das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum."

Während sich nämlich in den sechs Galaxien mit erheblichen Mengen an kaltem Gas ein eher weniger aktives supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum befindet, verschlingen die beiden Schwarzen Löcher in den Zentren der beiden anderen Galaxien gerade große Mengen an Material. Dabei werden auch gewaltige, eng gebündelte Strahlen aus Gas, sogenannte Jets, aus der unmittelbaren Umgebung der Schwarzen Löcher ins All geschleudert. Diese Jets aber könnten das Abkühlen des Gases verhindern oder sogar das kühle Gas der Galaxie wieder aufwärmen und somit Sternentstehung unterdrücken.

"Dieses Galaxien sind zwar rot, aber mit den riesigen Schwarzen Löchern, die in ihnen aktiv sind, ganz bestimmt nicht tot", so Werner. Die Astronomen berichten über ihre Beobachtungen jetzt in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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Herschel: Schwarze Löcher drosseln Sternentstehung - 15. Mai 2012
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Links im WWW
Fachartikel in den MNRAS
Herschel, Seite der ESA
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