Astro-Bild der Woche: Röntgenquellen in der Sculptor-Galaxie

Die Sculptor-Galaxie im Sternbild Bildhauer. Das Bild basiert auf optischen Daten, die von der Europäischen Südsternwarte in Chile gesammelt wurden. Die ergänzenden Röntgendaten stammen von NuSTAR. (NASA / JPL-Caltech / JHU)
Die Sculptor-Galaxie im Sternbild Bildhauer. Das Bild basiert auf optischen Daten, die von der Europäischen Südsternwarte in Chile gesammelt wurden. Die ergänzenden Röntgendaten stammen von NuSTAR. (NASA / JPL-Caltech / JHU)

Röntgenstrahlung kann viele Informationen über kosmische Objekte preisgeben – so auch in diesem Fall: Das Astro-Bild der Woche zeigt verschiedene Röntgenquellen in der Sculptor-Galaxie. Sie befindet sich im gleichnamigen Sternbild Sculptor (Bildhauer) und ist ungefähr zehn Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Ihre Katalogbezeichnung lautet NGC 253, aber sie besitzt keine Messier-Bezeichnung, weil sie nicht in den berühmten Katalog nebelartiger Objekte des französischen Astronomen Charles Messier aufgenommen wurde. Der Grund ist schlicht und einfach ihre Position am Himmel. Messier beobachtete den mitteleuropäischen Himmel und die Galaxie liegt zu weit südlich, um hier gesehen zu werden.

Aufgrund ihrer Helligkeit wäre sie sonst sicherlich in den Messier-Katalog aufgenommen worden. Sie ist das hellste Mitglied der sogenannten Sculptor-Galaxiengruppe, einer kleinen Ansammlung von Galaxien, die (in kosmischen Maßstäben betrachtet) nicht weit entfernt von unserer Lokalen Galaxiengruppe liegt. Wegen ihrer Nähe eignen sich die Galaxien gut als Beobachtungsobjekte, das gilt insbesondere für die Sculptor-Galaxie, da es sich bei ihr um eine Starburst-Galaxie handelt.

Starburst-Galaxien wie NGC 253 haben wesentlich höhere Sternentstehungsraten als gewöhnliche Galaxien. Damit einher gehen stärkere Emissionen in Bereichen des elektromagnetischen Spektrums, die nicht im optischen Wahrnehmungsbereich liegen, beispielsweise Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung. Die Ultraviolettstrahlung stammt von den jungen Sternen selbst, während die Infrarotstrahlung hauptsächlich auf energiereicheres Sternlicht zurückzuführen ist, das zunächst von interstellaren Gas- und Staubwolken absorbiert und dann als längerwelligere Infrarotstrahlung wieder neu emittiert wird.

Das nebenstehende Bild zeigt einige Röntgenquellen innerhalb der Sculptor-Galaxie. Die Röntgendaten stammen von dem neuen Röntgenteleskop der NASA, dem Nuclear Spectroscopic Telescope Array (kurz NuSTAR). Das Weltraumteleskop kann Wellenlängen mit Energien bis zu 80 Kiloelektronenvolt registrieren, was außerhalb der Möglichkeiten von anderen Röntgenteleskopen wie Chandra oder XMM-Newton liegt. Die optischen Daten steuerte die Europäische Südsternwarte mit ihren Hochleistungsteleskopen in Chile bei.

Die Röntgendaten werden als diffuse, helle Flecken dargestellt. Im Zentrum der Galaxie erkennt man Röntgenemissionen, die bei genauer Betrachtung von mindestens zwei verschiedenen Quellen ausgehen. Die etwas bläulichere von ihnen ist eine Quelle hochenergetischer Röntgenstrahlen, eine ultrahelle Röntgenquelle (ultraluminous X-ray source, ULX). Die Daten lassen darauf schließen, dass hier ein extrem dichtes Objekt – entweder ein stellares Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern – Materie von einem nahen Begleitstern abzieht. Die Emissionen werden als eine Veränderung des Akkretionsverhaltens interpretiert.

Die zweite Röntgenquelle im Zentrum der Sculptor-Galaxie ist das supermassive Schwarze Loch selbst, beziehungsweise dessen umgebende Materie, die auf extrem hohe Temperaturen aufgeheizt wurde. In Kombination mit Daten des Weltraumteleskops Chandra deuten die NuSTAR-Beobachtungen darauf hin, dass sich das supermassive Schwarze Loch von NGC 253 derzeit in einer vergleichsweise ruhigen Phase befindet.

Die anderen rötlichen und orangefarbenen Punkte sind wahrscheinlich Doppelsternsysteme, die im Zuge ihrer Wechselwirkungen energiearme Röntgenstrahlung abgeben. Sie sind über die gesamte Galaxie verteilt und konzentrieren sich nicht auf bestimmte Regionen innerhalb der Galaxie.

Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA17244.jpg

Anmerkung der Redaktion
Die anderen drei Vorschläge für das Astro-Bild der Woche waren:
Bild 1: Schwarze Löcher in der Circinus-Galaxie
Bild 2: NuSTAR beobachtet Schwarze Löcher
Bild 3: Die Nadelgalaxie NGC 4565

Dies ist der letzte News-Artikel für dieses Jahr. Die Feiertage stehen bevor und eine kleine Pause ist wohlverdient. Im Forum kann und darf natürlich auch weiterhin über wissenschaftliche und weniger wissenschaftliche Themen diskutiert werden. Die nächsten News-Artikel werden Anfang Januar 2014 veröffentlicht.

Die Redaktion wünscht allen Lesern frohe Feiertage und einen guten Rutsch ins neue Jahr.

(THK)

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