Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Die Galaxie NGC 1068, hier im Röntgenlicht (rot), optischen Licht (grün) und Radiolicht (blau) zu sehen, bildet lebhaft Sterne und beheimatet drei ultraleuchtkräftige Röntgenquellen (ULXs). Astronomen, die die Beziehungen zwischen jungen Sternen und ULXs untersuchen, haben eine Untersuchung über aktive sternbildende Galaxien fertiggestellt und waren überrascht, daß diese einen Mangel an ULXs aufweisen. NASA / CXC / MIT / C. Canizares, D. Evans, Optical NASA / STScI, Radio NSF / NRAO / VLA
Ultraleuchtkräftige Röntgenquellen (Ultra-luminous X-Ray Sources, kurz ULXs) stellen Punktquellen am Himmel dar, die im Röntgenlicht so hell sind, daß jede von ihnen mehr Strahlung aussendet als eine Million Sonnen bei allen Wellenlängen zugleich abgeben. ULXs sind selten. Die meisten Galaxien (einschließlich unserer eigenen Milchstraße) haben keine und diejenigen Galaxien, die eine ULX beheimaten, weisen in der Regel nur eine auf. ULXs sind zudem rätselhafte Objekte. Es können keine normalen Sterne sein, weil ihre gewaltigen Leuchtkräfte sie dann auseinanderreißen sollten. Die meisten Astronomen vertreten die Meinung, daß ULXs Schwarze Löcher mit mehr als ungefähr zehn Sonnenmassen sind (sogenannte Schwarze Löcher mittlerer Masse), die Materie in einer umgebenden Scheibe ansammeln und Röntgenstrahlung aussenden. Eine helle Röntgenemission ist nicht ungewöhnlich – die Kerne von Galaxien sind auch starke Röntgenstrahler – aber dabei handelt es sich um supermassereiche Schwarze Löcher, während ULXs weder supermassereich noch in galaktischen Kernen beheimatet sind.
Der Ursprung der ULXs ist ebenfalls ein Rätsel. Supernovae, die explosiven Tode massereicher Sterne, können Schwarze Löcher in der Größenordnung von Sternmassen hervorbringen, aber wie diese dann auf die Größe einer ULX anwachsen, ist nicht verstanden. Astronomen sind dennoch überzeugt, daß, wenn sie auf dem richtigen Weg sind, die Sternentstehungsaktivität ein Wegweiser zu den ULXs sein könnte, da Supernovae das Ergebnis kurzlebiger, junger Sterne sind. Beobachtungen von ULXs weisen in der Tat darauf hin, daß sie mit einer 10-fach größeren Wahrscheinlichkeit in sternbildenden Galaxien zu finden sind als in alten, roten Galaxien.
Acht Astronomen suchten mit Hilfe des Chandra-Röntgenobservatoriums nach ULXs in einer Stichprobe von siebzehn leuchtkräftigen Infrarotgalaxien, die angesichts ihrer extremen Sternentstehungsaktivität besonders hell sind. Falls die Sternentstehung auf das Vorhandensein von ULXs hinweist oder diese sogar hervorbringt, dann sollten solche Galaxien viele ULXs beheimaten. Die Gruppe entdeckte dreiundfünfzig ULXs (mit einer Unsicherheit von etwa 30%) unter den 139 Röntgenquellen, die in dieser Stichprobe vorkommen. Sie berichten, daß dieser Wert für die ULXs jedoch tatsächlich um das zehnfache geringer ist als zu erwarten wäre, wenn ULXs mit einer einfachen Sternentstehungsaktivität in Beziehung stünden. Sie bieten mehrere mögliche Erklärungen für dieses Defizit an, darunter ein Überschuss an Elementen schwerer als Helium (solche Elemente können die Bildung von Schwarzen Löchern unterdrücken) für diese Galaxien. Aber das wahrscheinlichste Szenario dürfte ihrer Auffassung nach sein, daß in diesen Galaxien große Mengen an Gas vorliegen und dieses die Röntgenstrahlung absorbiert, mit der Folge, daß viele der vorhandenen ULXs nicht entdeckt sind. Die Schlußfolgerung der Gruppe bedeutet, daß Röntgendurchmusterungen von Galaxien das absorbierende Gas berücksichtigen müssen, wenn deren interne Röntgenstrahlungseigenschaften abgeschätzt werden und wie diese Strahlung die Eigenschaften und Entwicklung der Galaxien beeinflußt.
Literatur:
„A Deficit of Ultraluminous X-ray Sources in Luminous Infrared Galaxies“
W. Luangtip, T. P. Roberts, S. Mineo, B. D. Lehmer, D. M. Alexander, F. E. Jackson, A. D. Goulding and J. L. Fischer
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 446, 470–492 (2015)
