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NUSTAR
Einblick in die Kollision zweier Galaxien
von Stefan Deiters
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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.

Arp 299

Das System Arp 299 in einer kombinierten Ansicht aus NuSTAR-Daten und Beobachtungen des Weltraumteleskops Hubble. Bild: NASA / JPL-Caltech / GSFC [Großansicht und Einzelbilder]

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.

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"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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siehe auch
NuSTAR: NASA startet neues Röntgenteleskop - 13. Juni 2012
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
NuSTAR, Seite der NASA
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