Die WISE-Mission (Wide-field Infrared Survey Explorer) der NASA hat zu einer Fülle neu entdeckter supermassiver Schwarzer Löcher und extremer Galaxien, so genannter „hot DOGs“ (hot dust-obscured galaxies), also heißer, staubverdeckter Galaxien, geführt.
Aufnahmen des Teleskops haben Millionen Kandidaten für staubige Schwarze Löcher im ganzen Universum enthüllt, sowie etwa 1.000 noch staubigere Objekte, von denen man annimmt, dass sie zu den hellsten jemals entdeckten Galaxien gehören. Diese mächtigen Galaxien, die hell im Infrarotlicht leuchten, werden als „hot DOGs“ bezeichnet.
„WISE hat eine Vielzahl versteckter Objekte aufgedeckt“, sagte Hashima Hasan, WISE-Programmwissenschaftler am NASA-Hauptquartier in Washington. „Wir haben einen Asteroiden gefunden, welcher der Erde auf ihrer Umlaufbahn voraustanzt, die kältesten bekannten sternähnlichen Himmelskörper und jetzt supermassive Schwarze Löcher und Galaxien, die sich hinter Staubmänteln verbergen.“
WISE scannte den kompletten Himmel zweimal im Infrarotspektrum und vervollständigte seine Durchmusterung Anfang 2011. Wie Nachtsichtgeräte die Dunkelheit erkunden, so machte das Teleskop Millionen Aufnahmen des Himmels. Sämtliche Daten der Mission wurden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, was Astronomen ermöglicht, sie zu benutzen und neue Entdeckungen zu machen.
Die neuesten Ergebnisse helfen Astronomen, besser zu verstehen, wie Galaxien und die gefräßigen Schwarzen Löcher in ihren Zentren wachsen und sich zusammen entwickeln. Beispielsweise besitzt das riesige Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraßen-Galaxie, Sagittarius A*, die 4-millionenfache Sonnenmasse und hat periodische Fressorgien durchlaufen, in denen Materie in Richtung des Schwarzen Lochs fällt, sich aufheizt und ihre Umgebung bestrahlt. Größere zentrale Schwarze Löcher mit bis zu einer Milliarde Sonnenmassen könnten sogar die Entstehung von Sternen in Galaxien zum Erliegen bringen.
In einer Studie verwendeten Astronomen das WISE-Teleskop, um rund 2,5 Millionen aktive supermassive Schwarze Löcher am gesamten Himmel zu identifizieren, die sich bis zu mehr als zehn Milliarden Lichtjahre entfernt befinden. Zwei Drittel dieser Objekte wurden bislang nicht registriert, weil Staub ihr sichtbares Licht blockiert. WISE sieht diese Monster leicht, weil die energiereichen, Materie ansammelnden Schwarzen Löcher den Staub erwärmen, wodurch er in infrarotem Licht leuchtet.
„Wir haben die Schwarzen Löcher umstellt“, sagte Daniel Stern vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien), der leitende Autor der WISE-Studie über die Schwarzen Löcher und Projektwissenschaftler für eine andere Schwarze-Löcher-Mission der NASA, dem Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). „WISE findet sie am gesamten Himmel, während NuSTAR uns einen völlig neuen Einblick in ihr hochenergetisches Röntgenlicht verschafft und uns lehrt, was sie antreibt.“
In zwei anderen Abhandlungen berichten Forscher über die Entdeckung von Etwas, das zu den hellsten bekannten Galaxien gehört, eines der Hauptziele der Mission. Bis jetzt haben sie rund 1.000 Kandidaten identifiziert. Diese extremen Objekte können über 100 Billionen Mal mehr Licht abstrahlen als unsere Sonne. Allerdings sind sie so staubhaltig, dass sie von WISE nur in den längsten Wellenlängen des Infrarotspektrums beobachtet wurden. Das Spitzer Space Telescope der NASA folgte den Entdeckungen genauer und half dabei zu zeigen, dass diese DOGs am laufenden Band neue Sterne hervorbringen und dass supermassive Schwarze Löcher fieberhaft Gas und Staub naschen.
„Diese staubigen, katastrophisch entstehenden Galaxien sind so selten, dass WISE den kompletten Himmel scannen musste, um sie zu finden“, sagte Peter Eisenhardt, der leitende Autor der Studie über die erste dieser hellen, staubhaltigen Galaxien und Projektwissenschaftler für WISE am Jet Propulsion Laboratory (JPL). „Wir sehen auch Hinweise darauf, dass diese Rekordhalter ihre Schwarzen Löcher vor dem Großteil ihrer Sterne gebildet haben könnten. Die ‚Eier‘ könnten vor den ‚Hennen‘ da gewesen sein.“
Mehr als 100 dieser Objekte in einer Entfernung von rund zehn Milliarden Lichtjahren wurden mit Hilfe des W.M. Keck Observatory auf dem Mauna Kea (Hawaii), des Gemini Observatory in Chile, des 5,1-Meter Hale-Teleskop in der Nähe von San Diego und des Multiple Mirror Telescope Observatory nahe Tucson (Arizona) bestätigt.
Die WISE-Beobachtungen enthüllten zusammen mit Daten von noch längeren Infrarotwellenlängen des Submillimeter Observatory auf dem Gipfel des Mauna Kea, dass diese extremen Galaxien mehr als doppelt so heiß sind wie andere infrarothelle Galaxien. Eine Theorie ist, dass ihr Staub durch einen extrem energiereichen Aktivitätsausbruch des supermassiven Schwarzen Lochs aufgeheizt wird.
„Wir könnten eine neue, seltene Phase in der Entwicklung von Galaxien sehen“, sagte Jingwen Wu vom JPL, der leitende Autor der Studie über die Submillimeter-Beobachtungen. Alle drei Abhandlungen werden im Astrophysical Journal veröffentlicht. Die drei Artikel sind online verfügbar unter:
http://arxiv.org/abs/1205.0811
http://arxiv.org/abs/1208.5517
http://arxiv.org/abs/1208.5518
Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien) unterhält und betreibt den Wide-field Infrared Survey Explorer für das Science Mission Directorate in Washington. Der wissenschaftliche Leiter, Edward Wright, ist an der University of California in Los Angeles. Die Mission wurde im Rahmen eines Wettbewerbs des NASA-Explorer-Programms vom Goddard Space Flight Center in Greenbelt (Maryland) ausgewählt. Das wissenschaftliche Instrument wurde vom Space Dynamics Laboratory in Logan (Utah) konstruiert und das Raumfahrzeug selbst wurde von Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder (Colorado) gebaut. Die wissenschaftlichen Operationen und die Datenverarbeitung finden im Infrared Processing and Analysis Center am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena statt. Das Caltech betreibt das JPL für die NASA.
Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/news/wise20120829.html
(THK)
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