M84

(Originalarbeit unter https://chandra.harvard.edu)

Riesige russische Puppen umgeben eine Galaxie

Dieses zusammengesetzte Bild zeigt M84, eine gewaltige elliptische Galaxie im Virgo-Cluster, etwa 55 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Heißes Gas um M84 ist in einem Bild des Chandra-Röntgen-Observatoriums in blau und einer Radioaufnahme des Very Large Array in rot gezeigt. Ein vom Sloan Digital Sky Survey gewonnenes Bild des Hintergrunds ist gelb und weiß dargestellt.

Zahlreiche Blasen sind in dem heißen Gas zu sehen, die von in blau eingefärbter Röntgenstrahlung umrandet sind. Diese Blasen wurden durch relativistische Teilchen, die das zentrale supermassereiche Schwarze Loch in M84 erzeugte, freige-weht. Diese Teilchen wandern in Form eines zweiseitigen Jets nach außen. Da kleinere Blasen innerhalb größerer Blasen zu finden sind, ist der vom Bild vermittelte Eindruck der russischer Puppen, bei denen kleinere Puppen in größeren gefunden werden. Solch geschachtelten Blasen liefern den klaren Beleg für wiederholte Ausbrüche des zentralen Schwarzen Lochs.

Simulationen der Wechselwirkung von supermassiven Schwarzen Löchern mit umgebendem Gas durch Einsatz von Supercomputer können erklären, wie solch „russische Puppen“ entstehen. Die Simulationen enthüllen, daß die ver-schachtelten Blasen mit dem Ende des Jets und deren komplexe Wechselwirkung mit dem umgebenden Gas einhergehen, ein wenig vergleichbar mit den sprudelnden Blasen in einem Glas Champagner.

Man vermutet, daß die Energiedissipation durch die bei diesen Ausbrüchen erzeugten Schall- und Schockwellen sowie die durch sie zusätzlich erzeugten Bewegungen das Gas um M84 aufheizen. Dies bremst das Abkühlen des Gases ab und unterdrückt die Bildung neuer Sterne. Sofern ein Schwarzes Loch nicht eine einzelne, energiegeladene Episode an Aktivität erlebt, sind viele Ausbrüche  notwendig, um die Bildung neuer Sterne zu unterdrücken und ein Gleichgewicht zwischen Kühlen und Heizen über einen langen Zeitraum aufrecht zu erhalten.

Die Beobachtungen zeigen auch, daß die obere Blase aufbricht und das heiße relativistische Gas, wiedergegeben in rot, in das umgebende Medium überschwappt. Die Vermischung dieses heißen Gases mit dem kühleren Gas in der Galaxie ist ein zusätzlicher Mechanismus zum Heizen des umgebenden Gases durch das supermassereiche Schwarze Loch, der zuvor noch so deutlich nicht beobachtet worden ist.

Diese Ergebnisse sprechen eine größere Frage an, nämlich warum Galaxien aufhören zu wachsen, nachdem sie eine bestimmte Masse erreicht haben und das trotz der großen Mengen an Gas, die möglicherweise abkühlen und neue Sterne bilden können. Solch ein Abkühlungsprozeß würde, sofern nicht gehenmt, zur Bildung vieler neuer Sterne und viel größerer Galaxien führen als beobachtet wird. Durch supermassereiche Schwarze Löcher hervorgerufene Ausbrüche wie solche in M84 liefern jedenfalls eine Erklärung für das Fehlen von „Mega-Galaxien“.

Alexis Finoguenov vom Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik und der Universität Maryland leitete diese Studie. Koautoren waren Mateusz Ruszkowski von der Universität Michigan, Marcus Bruggen von der Jacobs Universität Bremen in Deutschland sowie Christine Jones, Alexey Vikhlinin und Eric Mandel vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts.

• Kurzinformation:
• Scale: Image is 9 arcmin across
• Category: Normal Galaxies & Starburst Galaxies, Black Holes
• Coordinates (J2000): RA 12h 25m 03.743s | Dec +12° 53´ 13.14″
• Constellation: Virgo
• Color Code: X-ray: Blue; Radio: Red; Optical: Yellow
• Instrument: ACIS
• Also Known As: NGC 4374
• Distance Estimate: about 55 million light years
• Release Date: November 13, 2008
• References: A. Finoguenov et al. ”In-Depth Chandra Study of the AGN Feedback in Virgo Elliptical Galaxy M84” The Astrophysical Journal 686, Number 2