Stürmische Bedingungen in der Galaxie 3C196.1

Hubble-Aufnahme der Galaxie 3C196.1. (Credits: NASA / Hubble, J. Madrid et al. 2006)
Hubble-Aufnahme der Galaxie 3C196.1. (Credits: NASA / Hubble, J. Madrid et al. 2006)

3C196.1 ist eine massereiche elliptische Galaxie – das hellste Mitglied eines Galaxienhaufens, der rund drei Milliarden Lichtjahre entfernt ist, und außerdem bemerkenswert wegen ihrer starken Röntgen- und Radioemissionen. Die Strahlung ist eine charakteristische Signatur eines Akkretionsprozesses um ein supermassives Schwarzes Loch im Kern der Galaxie.

Die verzerrte Form der Galaxie unterstützt diese Interpretation und spricht dafür, dass die Galaxie in jüngerer Vergangenheit einen Verschmelzungsprozess erfuhr, der möglicherweise den Akkretionsprozess und die damit einhergehenden Emissionen auslöste. Aktive galaktische Kerne (active galactic nuclei, AGN) werden in vielen ähnlichen Galaxien beobachtet, und sie treiben gewaltige Materieabströmungen an, von denen man annimmt, dass sie die Sternentstehungsprozesse in den Galaxien unterbrechen und zum Erliegen bringen. Aber Astronomen wissen nicht viel darüber, wann oder wie diese Prozesse stattfinden.

Die Astronomen Frederica Ricci, Lorenzo Lovisari, Ralph Kraft, Grant Tremblay, Bill Forman und Belinda Wilkes vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) leiteten ein Team, das in den letzten acht Jahren die Materieabströmungen und die Verschmelzungsaktivität in der Galaxie 3C196.1 untersuchte. Dafür analysierten die Forscher die Verteilung und die Anregung des heißen Gases in der Galaxie mittels Daten der Weltraumteleskop Chandra und Hubble, sowie des Very Large Array. Die Bilder zeigen, dass sich das Gas in heißen Blasen befindet, die sich aus der Kernregion nach außen in Gebiete mit kühlerer Materie ausbreiten, zusammen mit Schockwellen aus der Entstehung der Blasen (ähnlich wie stürmisches Wetter), die deren Umgebung gestalten.

Das Team fand basierend auf den Radiobildern Hinweise auf mehrere Phasen mit Ausbruchsaktivitäten und überzeugende Hinweise auf eine frühere Verschmelzung. Die optischen Bilder stellen die heißen Emissionslinien direkt mit der Aktivität des aktiven galaktischen Kerns in Zusammenhang. Sie beobachteten sogar einen Jet, der sich aus dem Kern etwa 30 Lichtjahre weit nach außen erstreckt und der eng an dem größeren Radiojet ausgerichtet ist, der tausende Lichtjahre weit reicht.

Anhand der Temperaturen, Druckverhältnisse und anderer Eigenschaften der heißen Blasen und deren Umgebungen schätzten die Wissenschaftler die Lebensdauer der Leerräume. Das Alter der inneren Blase beträgt etwa zwölf Millionen Jahre, und die andere ist rund 280 Millionen Jahre alt. Die Ergebnisse helfen, die physikalischen Prozesse aufzudecken, die bei der Entstehung der Emissionen dieser Galaxie am Werk sind und bieten Einblicke in die größere Familie der aktiven galaktischen Kerne.

Abhandlung: “Stormy Weather in 3C 196.1: Nuclear Outbursts and Merger Events Shape the Environment of the Hybrid Radio Galaxy 3C 196.1” von F. Ricci, L. Lovisari, R. P. Kraft, F. Massaro, A. Paggi, E. Liuzzo, G. Tremblay, W. R. Forman, S. Baum, C. O’Dea und B. Wilkes, ApJ 867, 35, 2018.

Quelle

(THK)

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