Centaurus A (NGC 5128) ist eines der am besten untersuchten Objekte am südlichen Himmel, da es sich um die riesige elliptische Galaxie handelt, die unserer eigenen Milchstraße am nächsten kommt. Es liegt 11 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt und soll vor etwa 200 bis 700 Millionen Jahren mit einer anderen gasförmigen Galaxie verschmolzen sein. Das Ergebnis dieses galaktischen Mashups: die Geburt von Hunderttausenden von Sternen in einem kiloparsec-überspannenden Ring in der Nähe des Kerns.
Dies ist das erste Mal, dass die innere Struktur der Galaxie so detailliert aufgelöst wurde. Mit dem SOFI-Infrarot-Großfeld-Spektro-Imager (1-2,5 Mikron) am ESO New Technology Telescope konnte ein Forschungsteam unter der Leitung von Jouni Kainulainen von der Universität Helsinki und dem Max-Planck-Institut für Astronomie einen großen Ring von abbilden Sterne, die sich in der Nähe des Zentrums der Galaxie gebildet haben und immer noch bilden. Die hellsten Quellen im Ring sind rote Überriesen oder Sternhaufen mit geringer Masse.
„Es ist wichtig zu beachten, dass nicht das Instrument (das Teleskop oder das daran angebrachte Instrument) es uns ermöglicht, durch Staub zu sehen, sondern die Datenanalysetechnik, mit der die damit aufgenommenen Bilder analysiert werden. Natürlich spielt das Instrument eine große Rolle in dem Sinne, dass für die Analyse ausreichend hochwertige Bilder erforderlich sind “, sagte Dr. Kainulainen in einem E-Mail-Interview.
„Es gibt einen grundlegenden Unterschied zwischen den Bildern, die wir in unserem Papier verwenden, und den Spitzer-Bildern: die Wellenlänge, die die Bilder abdecken. In den Bildern, die wir in unserer Arbeit verwendet haben, zeigt sich die Staubspur von Centaurus A als „Schatten“ oder genauer als Absorptionsmerkmal (die Wellenlänge beträgt 1-2 Mikrometer). Die Spitzer-Bilder repräsentieren etwas längere Wellenlängen und zeigen die vom Staub selbst emittierte Strahlung. Als konkretes Beispiel zeigt das berühmteste Spitzer-Bild von Centaurus A… eine parallelogrammartige Struktur, aber das Bild beschreibt Strahlung hauptsächlich von Staub, nicht von Sternen “, sagte er.
Es gibt eine große, S- oder stabförmige Staubspur direkt durch das Zentrum von Centaurus A, die Beobachtungen im sichtbaren Lichtspektrum verdeckt. Wie im Bild unten gezeigt, ist die Ringstruktur der Sternentstehung durch Staub verdeckt, aber im nahen Infrarot sichtbar.
Es wird angenommen, dass Centaurus A ein supermassereiches Schwarzes Loch beherbergt, dessen Kern die Masse von 200 Millionen Sonnen hat, was durch die Funkemissionen aus der Galaxie belegt wird. Frühere Bilder der Galaxie vom Spitzer-Weltraumteleskop, dem Infrarot-Weltraumobservatorium der ESA und dem Hubble-Weltraumteleskop enthüllten einige Aspekte der Struktur der Galaxie. Die Infrarotaugen von Spitzer spähten teilweise durch den Staub und zeigten ein verzogenes Parallelogramm, dessen Ursache die Gravitationsstörung ist, die durch die Fusion von Centaurus A mit einer kleineren Spiralgalaxie verursacht wurde.
Das Vorhandensein von Ringen wie dem in Centaurus A gezeigten ist wahrscheinlich bei anderen elliptischen Galaxien nicht üblich, aber es ist bekannt, dass andere solche Galaxien existieren. Es ist möglich, dass sie nur während bestimmter Perioden der Bildung einer elliptischen Galaxie vorhanden sind, nachdem sie mit einer anderen Galaxie verschmolzen ist.
Dr. Kainulainen kommentierte diese Möglichkeit wie folgt: „Man sollte bedenken, dass das Sehen einer so hellen Ringstruktur wahrscheinlich ziemlich zeitkritisch ist. Es wird angenommen, dass die Ringe durch ein „gewalttätiges Ereignis“ der Verschmelzung von Galaxien ausgelöst werden, und sie können sich ziemlich schnell zu etwas entwickeln, das nicht mehr wie ein klarer, heller Ring aussieht. Daher sind sie möglicherweise für das Zusammenführen von Galaxien recht häufig, aber sie "halten" nur so kurze Zeit, dass wir sie in so vielen Galaxien nicht sehen. "
Die vom Team verwendete Analysetechnik könnte auf andere Galaxien angewendet werden, um zuvor durch Staub verborgene Formationsstrukturen aufzulösen und weitere Informationen darüber zu erhalten, wie gewalttätige Ereignisse die Bildung elliptischer Galaxien verändern.
„Möglicherweise kann die Technik auf jede relativ nahe gelegene Galaxie angewendet werden, die herausragende Staubmerkmale aufweist. Solche Ziele könnten M31, M83, M51, Fornax A oder eine ähnlich große, helle, staubhaltige Galaxie sein. Aus geometrischen Gründen war Centaurus A ein sehr geeignetes Ziel für die Anwendung der Methode. Dies ist beispielsweise bei normalen Spiralgalaxien eine größere Herausforderung. Wir haben jedoch bereits mit solchen Galaxien experimentiert und sehen die Möglichkeiten, die sie bieten, positiv “, sagte Dr. Kainulainen.
Das auffällige Bild des Sternentstehungsrings von Centaurus A war ein etwas überraschendes Ergebnis der Abbildung, die die Astronomen von der Galaxie machten, obwohl es Hinweise von Bildern anderer Teleskope gab, dass Sternbildung im verdeckten, staubigen Kern vorhanden war.
Dr. Kainulainen sagte: „Es war sehr überraschend, dass die Struktur so viele Sterne und sternbildende Aktivitäten enthielt und dass wir sie so detailliert enthüllen konnten. Es wurde jedoch erwartet, dass dort eine solche Struktur existiert, die zumindest eine gewisse Sternentstehung enthält. Dies ging beispielsweise aus den früheren Spitzer-Bildern hervor. Aber als ich unser Ergebnis "Das nackte Bild von Centaurus A" zum ersten Mal auf meinem Computerbildschirm sah, war es wirklich ein großes WOW-Gefühl! "
Weitere Beobachtungen von Centaurus A dienen definitiv dazu, die Struktur des Sternrings und die Gravitationsdynamik, die seine Bildung ermöglichte, weiter zu untersuchen.
„Unsere Pläne beinhalten Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (European Southern Observatory) und dem Hubble Space Telescope. In dieser Arbeit werden die Informationen, die wir in unserem veröffentlichten Brief über die Staubspur erhalten haben, eine bedeutende Rolle spielen. Die geplanten Beobachtungen zielen insbesondere darauf ab zu bestimmen, wie lange und in welcher Größenordnung die Struktur in der Vergangenheit Sterne gebildet hat. Solche Informationen helfen dabei, den Prozess der Galaxienverschmelzung zu verstehen, was im Universum kein ungewöhnliches Ereignis ist.
Dr. Kainulainen und sein Team veröffentlichten ihre Ergebnisse in einem Brief an Astronomy & Astrophysics, der online am 2. Juli 2009 veröffentlicht wurde. Den vollständigen Text des Briefes finden Sie hier.
Quelle: ESO, Astronomie und Astrophysik, E-Mail-Interview mit Jouni Kainulainen
