Die extreme Veränderlichkeit bei der Intensität des sichtbaren Lichts von Galaxien (um den Faktor Zwei oder mehr) ist von großem Interesse für Astronomen. Sie kann beispielsweise das Auftreten eines seltenen Supernova-Typs anzeigen, oder auf plötzliche Akkretionsaktivitäten um ruhige Schwarze Löcher oder das supermassive Schwarze Loch im Kern der Galaxie hinweisen. In den letzten Jahren wurden systematische Suchen nach solchen Veränderlichkeiten mit Instrumenten durchgeführt, die große Gebiete des Himmels abdecken können.
Eines der Instrumente, das Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System (PanSTARRS), ist eine Einrichtung, die sehr weitwinklige Aufnahmen machen kann, indem es eine Kombination aus relativ kleinen Spiegeln und sehr großen Digitalkameras verwendet. Es kann den gesamten für das Instrument zugänglichen Himmelsausschnitt mehrere Male pro Monat beobachten.
Der Astronom Martin Elvis vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) war Teil eines Forschungsteams, das nach Veränderlichkeiten in Galaxien (Transients) suchte, indem es PanSTARRS-Bilder des Himmels mit Bildern eines früheren Himmelsdurchmusterungsprojekts verglich. Der Sloan Digital Sky Survey wurde vor etwa zehn Jahren durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit verschiedenen anderen Teleskopen weitergehend untersucht.
Der Vergleich umfasste fast ein Drittel des gesamten Himmels. Die Forscher sichteten tausende scheinbarer Transients pro Monat, um neben anderen Dingen nach räumlichen Zufallsanordnungen zu suchen, und zu prüfen, ob die Kandidaten tatsächlich Galaxien waren und dass andere Beobachtungen die Veränderlichkeit bestätigten. Schließlich berichtete das Team von 76 gesicherten Objekten. Spektroskopische Nachfolgebeobachtungen und andere Beobachtungen konnten diese Objekte dann in neun Kategorien einordnen, darunter Supernovae und Radiogalaxien.
Am Ende fand das Team 15 hypervariable Quellen, die innerhalb des letzten Jahrzehnts fast um den Faktor Zehn heller wurden. Das Licht der fernsten Objekte war rund neun Milliarden Jahre unterwegs. Das Licht der Galaxien ist bläulich und veränderte sich kontinuierlich, wobei es im Allgemeinen schwächer wurde.
Die Astronomen bieten vier mögliche Erklärungen für diese seltsamen Objekte an. Die erste ist der Mikrogravitationslinseneffekt: Die Veränderlichkeit geht demnach auf Gravitationslinseneffekte eines Sterns in einer Vordergrundgalaxie zurück. Weil es wahrscheinlich ist, dass dies gelegentlich passieren muss, wird diese Möglichkeit von den Autoren leicht bevorzugt. Eine andere Möglichkeit ist die veränderliche Akkretion von Materie auf ein Schwarzes Loch, aber es gibt noch keine überzeugenden physikalischen Modelle, um die die detaillierten Ergebnisse zu beschreiben.
Zwei andere Möglichkeiten, die gezeitenbedingte Zerstörung eines vorbeifliegenden Sterns durch ein ruhendes Schwarzes Loch, oder die veränderliche Extinktion durch ein klumpiges Medium in der Galaxie, scheinen weniger wahrscheinlich zu sein. Die Forscher schlagen neue Beobachtungen vor, die dabei helfen könnten, diese unterschiedlichen Möglichkeiten auszusortieren. Dazu gehört unter anderem ein umfangreicheres systematisches Überwachungsprogramm, um die Statistiken dieser seltsamen, blauen, hypervariablen Galaxien besser zu erfassen.
Abhandlung: “Slow-blue Nuclear Hypervariables in PanSTARRS-1” von Lawrence, A.; Bruce, A. G.; MacLeod, C.; Gezari, S.; Elvis, M.; Ward, M.; Smartt, S. J.; Smith, K. W.; Wright, D.; Fraser, M.; Marshall, P.; Kaiser, N.; Burgett, W.; Magnier, E.; Tonry, J.; Chambers, K.; Wainscoat, R.; Waters, C.; Price, P.; Metcalfe, N.; Valenti, S.; Kotak, R.; Mead, A.; Inserra, C.; Chen, T. W.; und Soderberg, A., MNRAS 463, 296, 2016.
(THK)
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