Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)
NASA, ESA, and Johan Richard, Caltech
Wenn kaltes Gas und kalter Staub auf ein supermassives Schwarzes Loch im Kern einer Galaxie akkretieren, kann der galaktische Kern „angeschaltet“ werden und stößt Jets aus sich schnell bewegenden, geladenen Teilchen aus. Diese Teilchen wiederum strahlen intensiv im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Was das Material ursprünglich veranlaßt zu akkretieren, und die Wege, die das Material nimmt, während es in den Akkretionsstrudel hineinstürzt, sind kaum verstandene physikalische Vorgänge.
Mit Hilfe der Theorie, und einigen Simulationen, hat man versucht, die Akkretionsvorgänge in Galaxienclustern basierend auf einer begrenzten Zahl an Untersuchungen über Emissionslinien nachzustellen. Die Modelle sagten zum Beispiel vorher, daß es große Vorräte an kaltem Gas in kleinen Wolken gibt, die in einer Entfernung von einigen hundert Lichtjahre das Schwarze Loch umkreisen und sie aufgrund von Zusammenstößen Material für die Akkretion freizusetzen. CfA-Astronom Grant Tremblay und ein Kollegenteam haben eine Studie zu den Absorptionslinien in diesen Wolken der im Submillimeter- und Radiobereich liegenden Moleküllinien durchgeführt. Die Vorteile der Absorption gegenüber Emissionslinien liegen darin, daß Untersuchungen von Absorptionslinien nur die begrenzte Sichtlinie zum hellen Hintergrund des galaktischen Kerns erfaßt, wohingegen Emission für gewöhnlich aus einer viel großflächigeren Region stammt, da die Strahlaufweitung der Teleskope relativ groß sind; darüber hinaus liefern Absorptionslinien wichtige kinematische Informationen über die Gasbewegungen entlang dieser begrenzten Sichtlinie.
Das Team nutzte ALMA, um Absorption bei fünfzehn Molekülübergängen von Kohlenmonoxid und zwei weiteren, einfachen Molekülen (und zusätzlich atomares Wasserstoffgas) in etwas zu untersuchen, das für kalte Gaswolken nahe den Kernen von achtzehn der hellsten Galaxien in verschiedenen Clustern gehalten wird. Sie stellten fest, daß die Gastemperaturen zwischen etwa zwanzig und achtzig Kelvin variieren und daß die Geschwindigkeiten des Gases darauf schließen lassen, daß das Material in Richtung der jeweiligen Schwarzen Löcher in den Zentren fällt. Die neuen Resultate stimmen mit Modellen einer chaotischen, kalten Akkretion überein. Allerdings sind die untersuchten Quellen in ihrem Verhalten nicht identisch, aber als Gruppe stützen sie das Modell von Molekülwolken, die dahintreiben und in die Umgebung der Schwarzen Löcher fallen und dadurch Aktivitäten im Kern auslösen.
Literatur:
„Constraining Cold Accretion On to Supermassive Black Holes: Molecular Gas in the Cores of Eight Brightest Cluster Galaxies Revealed by Joint CO and CN Absorption“
Tom Rose, A. C. Edge, F. Combes, M. Gaspari, S. Hamer, N. Nesvadba, A. B. Peck, C. Sarazin, G. R. Tremblay, S. A. Baum, M. N. Bremer, B. R. McNamara, C. O’Dea, J. B. R. Oonk, H. Russell, P. Salome, M. Donahue, A. C. Fabian, G. Ferland, R. Mittal, and A. Vantyghem
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 489, 349–365 (2019)
oder
arXiv:1907.13526v1 [astro-ph.GA] 31 Jul 2019
