Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)
Die ältesten bekannten, großen galaktischen Strukturen im Universum sind gewaltige elliptische Galaxien. Anders als unsere Milchstraße und andere Spiralgalaxien haben elliptische Galaxien keine Spiralarme und derzeit eine geringe oder keine Sternentstehungsaktivität. Die Astronomen vermuten, daß sich diese Giganten im frühen Universum, weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall, nach einer Phase schneller Sternentstehung, bildeten. (Im Gegensatz dazu werden in Spiralgalaxien noch immer Sterne gebildet.) Riesige elliptische Galaxien bildeten sich heraus, nur um nach dieser Anfangsphase noch größer zu werden, und durch Galaxienverschmelzungen und Akkretion wurden sie es auch. Die Astronomen nehmen an, daß diese Wechselwirkungen durch die Gravitation der Dunklen Materie, die mit Galaxien einhergeht, beherrscht wurden.
Riesige elliptische Galaxien wurden irgendwann so groß (mehr als eine Billion Sonnenmassen), daß das einströmende Gas durch Stoßprozesse auf Temperaturen von über einigen Millionen Kelvin erhitzt wurde. Das daraus resultierende, Röntgenstrahlen aussendende Gas unterdrückte zudem die Sternbildung. Doch der gleiche Akkretionsprozeß fütterte weiter deren im Zentrum gelegenen, supermassereichen Schwarze Löcher und trieb den Ausstoß gewaltiger Jets aus sich schnell bewegenden, geladenen Teilchen an; die Jets leuchten bei Radiofrequenzen so hell, das diese Objekte zu frühen Zielen von Radioteleskopen wurden. Eine der offenen Fragen zu diesen elliptischen Galaxien ist, wie das heiße, Röntgenstrahlung aussendende Gas so lange so heiß sein kann ohne abzukühlen und in die Galaxie zurückzufallen, um neue Sterne zu bilden. Eine damit in Beziehung stehende Frage ist, wie die supermassereichen Schwarzen Löcher weiter wachsen können, wenn Material davon abgehalten wird, in das Zentrum zu strömen. Eine Hypothese besagt, daß die Abströmung der Jets selbst dabei hilft, die Galaxie wieder aufzuheizen und einen Kreislauf anzutreiben.
Die gewaltige elliptische Galaxie IC 4296 ist das massereichste und zentral lokalisierte Mitglied eines Galaxienclusters mit Namen Abell 3565, der ungefähr hundertfünfzig Millionen Lichtjahre von uns entfernt ist. Deren Radiojets sind seit über dreißig Jahren bekannt und erstrecken sich nahezu eine halbe Million Lichtjahre in das intergalaktische Medium. Paul Nulsen, Astronom am CfA, gehörte zu einem internationalen Team, daß neue Radiobilder vom Karl G. Jansky Very Large Array mit Archivdaten von Chandra, XMM-Newton, Hubble und dem optischen Southern Astrophysical Research Teleskop zusammenführte. Ihre Untersuchung bei all diesen Wellenlängen ergab, daß diese gewaltige elliptische Galaxie spektakuläre, sich mit Überschall ausdehnende Jets aufweist, deren Energie mit ungefähr hundert Milliarden Sonnenleuchtkräften vergleichbar ist. Das Team hat herausgefunden, daß die Jets nicht all diese Energie auf das Gas im Innersten der Galaxie übertragen, sondern stattdessen in das Interclustermedium eindringen und dieses Gas heizen. Somit kann das im Inneren der Galaxie gelegene Material weiter auf das Schwarze Loch akkretieren und damit das Problem lösen, wie das supermassereiche Schwarze Loch angetrieben wird.
Literatur:
„Powerful AGN Jets and Unbalanced Cooling in the Hot Atmosphere of IC 4296“
R Grossová, N Werner, K Rajpurohit, F Mernier, K Lakhchaura, K Gabányi, R E A Canning, P Nulsen, F Massaro, M Sun, T. Connor, A. King, S. W. Allen, R. L. S. Frisbie, M. Donahue, and A. C. Fabian
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 488, 1917, 2019
oder
arXiv:1903.03198v4 [astro-ph.GA] 26 Jul 2019
