HUBBLE
Detaillierter Blick in den Halo von Centaurus A
von Stefan Deiters
astronews.com
11. Juli 2014

Astronomen haben mit dem Weltraumteleskop Hubble den ausgedehnten Halo der elliptischen Riesengalaxie Centaurus A untersucht. Zu ihrer Überraschung erstreckt sich dieser offenbar weiter ins All, als sie erwartet hatten und enthält zudem Sterne, die überraschend viele schwerere Elemente aufweisen. Centaurus A ist rund zwölf Millionen Lichtjahre von uns entfernt.

Mit Hubble haben Astronomen den ausgedehnten Halo der elliptischen Riesengalaxie Centaurus A detailliert untersucht.  Bild: ESA/Hubble, NASA, Digitized Sky Survey, MPG/ESO / Davide de Martin [Großansicht]

Galaxien sind weitaus mehr, als man auf den ersten Blick auf Bildern erkennen kann. Ins Auge fallen natürlich sofort die hellen Galaxienkerne oder die spektakulären Spiralarme. Alle diese Strukturen aber sind in einen weitaus größeren Bereich eingebettet, in dem sich auch noch zahlreiche Sterne befinden und andere Objekte, wie etwa Kugelsternhaufen - nämlich in den galaktischen Halo.

Der Halo ist eine wichtige Komponente von Galaxien. In unserer Milchstraße geht man beispielsweise davon aus, dass sich im Halo Hinweise auf die Entstehung und Entwicklung unserer Heimatgalaxie erhalten haben. Die Halos anderer Galaxien lassen sich jedoch nur sehr schwer untersuchen, da es kaum möglich ist, einzelne Sterne in einer sehr großen Region rund um die sichtbare Galaxie aufzuspüren.

Mithilfe der Advanced Camera for Surveys und der Wide Field Camera 3 des Weltraumteleskops Hubble hat nun ein Astronomenteam den Halo der elliptischen Riesengalaxie Centuarus A - auch bekannt als NGC 5128 - genauer unter die Lupe genommen. Die Galaxie ist rund zwölf Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Dabei untersuchten sie den Halo bis zu einem größeren Abstand vom Zentrum der Galaxie als jemals zuvor und machten dabei einige überraschende Entdeckungen.

"Diese umfangreiche Untersuchung eines galaktischen Halos gibt uns überraschende Einblicke in die Entstehung, Entwicklung und Zusammensetzung einer Galaxie", so Marina Rejkuba von der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Garching bei München. "Wir fanden in einer Richtung mehr Sterne als in die andere, was dem Halo eine schiefe Form gibt - das hatten wir nicht erwartet."

Die Astronomen haben für ihre Studie einen Bereich untersucht, der sich 25-mal weiter ins All erstreckt als der Radius der Galaxie und damit eine Region mit einem Durchmesser von rund 450.000 Lichtjahren. Die Breite der erfassten Region betrug 295.000 Lichtjahre. Zum Vergleich: Die sichtbare Komponente unserer Milchstraße hat einen Durchmesser von rund 120.000 Lichtjahren. Die untersuchte Region würde am Himmel einen Bereich überdecken, der acht Vollmonddurchmessern entspricht.

Doch nicht nur die Verteilung der Sterne im Halo war überraschend, auch ihre Zusammensetzung: In unserer Milchstraße finden sich im Halo überwiegend Sterne mit einem nur sehr geringen Anteil von Elementen, die schwerer sind als Wasserstoff und Helium. Bei Centaurus A scheint dies anders zu sein: Hier fanden sich auch in den abgelegensten Regionen noch Sterne mit einem sehr hohen Anteil an schwereren Elementen.

"Sogar in diesen extremen Entfernungen haben wir noch nicht den Rand des Halos von Centaurus A erreicht und es ist uns auch nicht gelungen, die älteste Generation von Sternen aufzuspüren", erläutert Laura Greggio vom italienischen Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). "Diese alte Sternengeneration ist sehr wichtig. Deren größte Sterne waren dafür verantwortlich, die chemischen Elemente zu erzeugen, die man nun in den meisten Sternen der Galaxie findet. Und auch wenn die großen Sterne schon lange nicht mehr existieren, gibt es doch noch immer die kleineren Sterne dieser Generation, die uns eine ganze Menge verraten können."

Die wenigen schwereren Elemente in den stellaren Halos von Spiralgalaxien wie der Milchstraße erklären sich die Astronomen aus der Entwicklung dieser Systeme: Im Laufe der Zeit haben sie nämlich unzählige kleinere Satellitengalaxien angezogen und in sich aufgenommen. Im Falle von Centaurus A könnte der Fund von Sternen mit einem hohen Anteil schwererer Elemente in so großer Entfernung von der Galaxie bedeuten, dass es in der Vergangenheit zu einer einzelnen Verschmelzung mit einer großen Spiralgalaxie gekommen ist. Dabei wurden Sterne aus der Scheibe der Spiralgalaxie in den äußeren Halo von Centaurus A geschleudert.

"Die Messung des Anteils von schwereren Elementen in einzelnen Sternen im Halo einer elliptischen Riesengalaxie wie Centaurus A, ist eine einmalige Fähigkeit von Hubble - wir hätten das mit keinem anderen Teleskop machen können und sicherlich nicht von der Erde aus", so Rejkuba. "Solche Beobachtungen sind für das Verständnis der Galaxien im lokalen Universum von grundlegender Bedeutung."

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen jetzt in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters erscheint.