Astronomen haben junge Spiralarme im Zentrum der riesigen elliptischen Galaxie Centaurus A entdeckt. Die Spiralarme entstanden kurz nach einer Kollision mit einer anderen Galaxie vor einigen hundert Millionen Jahren.
Elliptische Galaxien sind normalerweise recht einfach: massive Kugeln alter Sterne. Die Riesengalaxie Centaurus A (Cen A) verbirgt jedoch eine komplexe Umgebung tief in ihrem Kern. Jüngste Beobachtungen zeigen gasförmige Spiralarme mit einem Durchmesser von mehreren tausend Lichtjahren, die sich um das Herz der Galaxie drehen. Die Arme, die in einer elliptischen Galaxie noch nie zuvor gesehen wurden, entstanden höchstwahrscheinlich, nachdem Cen A in den letzten hundert Millionen Jahren eine andere Galaxie verschluckt hatte. Die Entdeckung ist ein weiterer Schritt zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung einiger der massereichsten Galaxien im Universum.
Centaurus A ist die der Erde am nächsten gelegene elliptische Riesengalaxie. Dieses zusammengesetzte Bild zeigt den Lichthof der Sterne, eine Staubspur aus einer kürzlichen Kollision mit einer anderen Galaxie und Gasstrahlen, die durch ein supermassereiches Schwarzes Loch im Kern der Galaxie angetrieben werden. Orange kartiert Radiowellenlängen, Blau ist Röntgenstrahlung und die Sterne und der Staub sind sichtbares Licht. Kredit: ESO / WFI (optisch); MPIfR / ESO / APEX / A.Weiss et al. (Submillimeter); NASA / CXC / CfA / R. Craft et al. (Röntgen)
Cen A ist dafür bekannt, ungewöhnlich zu sein. Das auffälligste Merkmal ist eine dunkle Staubspur, die unseren Blick auf den Sternenschein halbiert. Das dunkle Band, gefüllt mit Wasserstoffgas und interstellaren Staubkörnern, sind die Überreste einer anderen Galaxie, die durch eine enge Begegnung mit Cen A zerrissen wurde. Die neuen Beobachtungen verwenden Radioteleskope, um durch die dicken Staubwolken in das Zentrum der Galaxie zu spähen. Die Bilder enthüllen eine Scheibe aus Kohlenmonoxidgas, die Spiralarme bildete, ähnlich den großen Spiralen unserer eigenen Milchstraßengalaxie.
Links ist ein sichtbares Lichtbild von Cen A zu sehen. Rechts ist ein zusammengesetztes Bild in das Zentrum der Galaxie hineingezoomt, das die Spiralarme zeigt. Die Spiralarme sind grün dargestellt (von Licht ausgehend, das von Kohlenmonoxidgas ausgestrahlt wird). Weitere Merkmale des Bildes sind Infrarotlicht von Staub und organischen Molekülen (rot) und Röntgenstrahlung (blau). Das Röntgenlicht kommt von Jets, die senkrecht zur Ebene der Galaxie stehen. Bildnachweis: Espada, D. et al. 2012
Computersimulationen zeigen, dass die jüngste Kollision das Gas höchstwahrscheinlich in den Kern der Galaxie befördert hat. Von der kannibalisierten Galaxie abgestreiftes Gas wurde in das Zentrum geleitet, während Gravitationsstörungen die Bildung von Spiralarmen auslösten. Während die Arme durch die Galaxie streifen, komprimieren sie Gas entlang ihrer Vorderkanten und lösen neue Wellen der Sternentstehung aus. Während die meisten elliptischen Galaxien aufgehört haben, neue Sterne zu bilden, verleihen diese Spiralarme Cen A möglicherweise ein neues Leben!
Die Ergebnisse wurden am 1. September 2012 in veröffentlicht Die astrophysikalischen Zeitschriftenbriefe.
Dieses Infrarotbild des Spitzer-Weltraumteleskops späht in das Zentrum von Cen A. Das Bild zeigt die Überreste einer Spiralgalaxie, die Cen A in den letzten hundert Millionen Jahren verbraucht hat. Jüngste Beobachtungen des Submillimeter-Arrays ergaben, dass sich innerhalb dieser Scheibe Spiralarme aus Kohlenmonoxidgas befinden. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / J. Keene (SSC / Caltech)
Cen A ist ein ideales Labor, um die Evolution der Galaxien zu verstehen. Cen A liegt 12 Millionen Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Centaurus, dem Zentaur, und ist die der Erde am nächsten gelegene riesige elliptische Galaxie. Aufgrund seiner Nähe und Größe ist Cen A die fünfthellste Galaxie am Himmel und daher ein beliebtes Ziel für Amateurteleskope. Zusätzlich zu seinen ungewöhnlichen Staubbändern beherbergt Cen A in seiner Mitte ein supermassives Schwarzes Loch. Dieses gewaltige Tier enthält die Masse von 55 Millionen Sonnen und treibt Millionen Lichtjets an, die Gas mit der halben Lichtgeschwindigkeit in den intergalaktischen Raum ausstoßen!
Cen A sieht mit einem Röntgenteleskop ganz anders aus. Hier wird ein Gasstrahl, der sich mit halber Lichtgeschwindigkeit bewegt, durch ein supermassereiches Schwarzes Loch im Galaxienkern auf Millionen Grad erhitzt. Ein Meer von Millionen-Grad-Gas füllt die Galaxie, während Punkte des Röntgenlichts „Röntgenbinaries“ enthüllen: Neutronensterne oder Schwarze Löcher, die Gas von in der Nähe befindlichen Sternbegleitern abziehen. Bildnachweis: NASA / SAO / R. Kraft et al.
Die Spiralarme wurden am Submillimeter Array (SMA) beobachtet, einem Netz von Radioteleskopen, das sich auf dem Gipfel des Mauna Kea auf Hawaii in 4080 Metern Höhe über dem Meeresspiegel befindet. Durch die Höhenlage befindet sich der SMA über dem größten Teil des Wasserdampfs in der Erdatmosphäre, der ansonsten Beobachtungen wie diese stören würde. Das SMA ist ein Gemeinschaftsprojekt des Smithsonian Astrophysical Observatory und des Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics.
Fazit: Astronomen, die mit dem Submillimeter-Array-Radioteleskop arbeiten, haben im Zentrum der riesigen elliptischen Galaxie Centaurus A junge Spiralarme entdeckt. Die Spiralarme entstanden kurz nach einer Kollision mit einer anderen Galaxie vor einigen hundert Millionen Jahren. Die Entdeckung hilft Astronomen, die Geschichte der Riesengalaxien zusammenzusetzen und zu verstehen, wie sie sich bilden und entwickeln.