Astronomie

Wie bewegen sich Sterne im Kern einer vergitterten Spiralgalaxie?

Wie bewegen sich Sterne im Kern einer vergitterten Spiralgalaxie?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ich suche Visualisierungen, die die Bewegung von Sternen in Balkengalaxien zeigen, aber ich habe nicht viel Glück. Ich habe viele gefunden, die im Allgemeinen Spiralgalaxienarme simulieren, aber keine, die einen Balken oder einen Kern enthalten.

Ich versuche, meine Frage so zu formulieren, dass sie nicht von meinen eigenen Annahmen abhängt, aber einige meiner Annahmen sind:

  1. der Bereich, der den Balken umfasst, ist der Kern.
  2. Kern und Ausbuchtung sind nicht unbedingt dasselbe. (Die Balken im Kern sind das Ergebnis von Schwerewellen. Die Ausbuchtung ist ein Artefakt, wie die Galaxie entstanden ist.)
  3. die Randgrenze des Kerns ist ein gravitativer "Kipppunkt".
  4. Sterne überschreiten diese Grenze nicht (dh sie gehören entweder zum Kern oder zu den Armen, nicht beides).

Wie bewegen sich Sterne im Kern einer vergitterten Spiralgalaxie?, und wie unterscheiden sich ihre galaktischen Bahnen von Sternen außerhalb des Kerns?


Denken Sie daran, was von Anfang an passiert ist. Zuerst haben Sie in sehr großem Maßstab einen Raumbereich, der etwas dichter ist als der um ihn herum, und er beginnt, immer mehr Gas anzuziehen und eine Wolke zu bilden. Gas fällt in einer spiralförmigen Bewegung ein und verleiht dem Ding eine allgemeine Drehung.

In der Zwischenzeit bilden sich Sterne, die meisten von ihnen haben eine Bewegung, die der der ursprünglichen Gaswolke folgt. Die Schwerkraft tut jedoch ihre Arbeit und bringt immer mehr Sterne zum Kern. Sie sammeln sich nach und nach in der "galaktischen Ebene" - ich habe gerade erfahren, dass dies auf die Drehimpulserhaltung zurückzuführen ist - könnte eine ähnliche Sache sein, die Planeten an den Polen etwas flacher macht.

Ich verstehe nicht genau, wie sich die Arme und der Balken bilden, aber die Sache ist die, dass Sie diese sich global drehende Sternenpopulation haben, und immer mehr von ihnen kommen unter dem Einfluss der Schwerkraft in Richtung des galaktischen Zentrums; hier wird für unsere eigene Galaxie erklärt, innerhalb von 100 Parsec vom galaktischen Zentrum gibt es eine stellare Dichte, die etwa 100-mal höher ist als die in der Nähe unserer Sonne)

Das Sterne, die sich weit vom Zentrum drehen, halten das Ganze um das Zentrum rotieren rotating Bewegung, weil sie von einander in etwa unbeeinflusst bleiben - dort kann sich bei einer Verschmelzung mit einer größeren oder ähnlich großen Galaxie alles ändern, und es kann in diesem Fall eine elliptische und sich unregelmäßig bewegende Struktur werden.

Auf der anderen Seite ein dicht gepacktes Ader bedeutet, dass es immer mehr Chancen für die Sterne gibt, nahe vorbeizufliegen und ihren Kurs unberechenbar zu ändern. Dies geschieht auch in Sternhaufen. Dies erklärt, warum in der Mitte, es gibt keine klare Gesamtbewegung wie die, die du auf den galaktischen Armen beobachtest.


Es ist ein wenig schwierig, Ihre Frage zu beantworten, zum Teil, weil Sie "Kern" auf verwirrende Weise verwenden. Also lass mich versuchen, was zu beantworten Macht Ihre allgemeine Frage lautet: "Wie bewegen sich Sterne in der von der Stange aufgespannten Region?"

("Nucleus" wird im Allgemeinen verwendet, um sich auf die inneren paar hundert Parsecs zu beziehen – oder heutzutage sogar nur die inneren zehn Parsecs oder so. Da Balken sich über mehrere hundert Parsecs bis hin zu zehntausend Parsecs im Radius erstrecken, sie liegen meist weit außerhalb des "Kerns". [Ich ignoriere bewusst sogenannte "nukleare Balken" -- die in der Regel nur wenige hundert Parsec groß sind -- der Einfachheit halber ;-)])

Sterne in einer Scheibengalaxie kreisen im Allgemeinen alle in dieselbe Richtung und in derselben Ebene. Einige der Bahnen sind fast kreisförmig, während andere länger sind. Diese verlängerten Bahnen präzess -- das heißt, die Achse der scheinbaren Ellipse dreht sich mit der Zeit, so dass der Stern eine Rosette zeichnet. In einer Balkengalaxie gibt es viele Sterne, die sich auf verlängerten Umlaufbahnen befinden, die ausgerichtet, und die mit der gleichen Geschwindigkeit präzedieren. So behalten sie eine gemeinsame ovale Region, die dicht mit Sternen ist (der "Balken"), der sich als Ganzes mit mehr oder weniger konstanter Geschwindigkeit dreht (auch wenn die Sterne, aus denen der Balken besteht, ihre eigenen individuellen Umlaufbahnen auf unterschiedlichen Geschwindigkeiten). Die kombinierte Schwerkraft all dieser Sterne in einer ovalen Konfiguration sorgt dafür, dass das Ganze synchronisiert und konsistent bleibt, obwohl es einige Sterne auf chaotischeren Umlaufbahnen gibt.

Dort ist eine Art magischer Radius, der "Korotation" genannt wird. Hier würde ein imaginärer Stern auf einer Kreisbahn einmal um das Zentrum der Galaxie gehen, während der Balken als Ganzes eine vollständige Umdrehung macht. Sterne Innerhalb korotation einmal herumgehen Schneller als sich der Balken dreht, während Sterne außerhalb dieses Radius einmal langsamer umkreisen würden als der Balken. Sterne, die innerhalb des Corotationsradius kreisen, können einen Teil des Balkens bilden (und im Allgemeinen haben Teil der Bar zu sein, wenn sie sich nicht auf einer sehr chaotischen Umlaufbahn befinden). Sterne außerhalb der Korotation kann nicht Teil der Bar sein; ihre Umlaufbahnen neigen tatsächlich dazu, senkrecht zum Balken zu verlaufen, aber je weiter man sich vom Balken entfernt, desto weniger wichtig wird sein Gravitationseinfluss, so dass weiter entfernte Sterne Umlaufbahnen haben können, die ziemlich kreisförmig sind.

Es gibt gute Beweise – sowohl theoretisch als auch aus Beobachtungen – dass sich Balken nicht weiter als der Korotationsradius erstrecken können und dass Balken tatsächlich dazu neigen, sich etwa 3/4 oder 4/5 des Weges zur Korotation zu erstrecken (mit den Sternen weiter außen aber immer noch innerhalb der Corotation, die wahrscheinlich sehr chaotische Bahnen hat).


In Sculptor geformt: Eine unglaublich schöne vergitterte Spiralgalaxie

NGC 613 wurde erstmals 1798 vom deutsch-englischen Astronomen William Hershel entdeckt und ist eine Galaxie, die im südlichen Sternbild Bildhauer 67 Millionen Lichtjahre entfernt liegt.

NGC 613 ist hier in einem neuen Bild des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA zu sehen und ein schönes Beispiel für eine Balkenspiralgalaxie. Es ist leicht als solches aufgrund seines gut definierten zentralen Balkens und der langen Arme zu unterscheiden, die sich locker um seinen Kern winden. Wie Umfragen ergaben, enthalten etwa zwei Drittel der Spiralgalaxien, einschließlich unserer eigenen Milchstraße, einen Balken.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass Balken in Galaxien heute häufiger vorkommen als in der Vergangenheit, was uns wichtige Hinweise auf die Entstehung und Entwicklung von Galaxien gibt.

Eine Balkenspiralgalaxie ist eine Spiralgalaxie mit einer zentralen stabförmigen Struktur aus Sternen. Bars finden sich in etwa der Hälfte aller Spiralgalaxien. Balken beeinflussen im Allgemeinen sowohl die Bewegungen von Sternen als auch von interstellarem Gas innerhalb von Spiralgalaxien und können auch Spiralarme beeinflussen. Die Milchstraße, in der sich das Sonnensystem befindet, wird als Balkenspiralgalaxie klassifiziert.


Was ist die Bewegung von Sternen im Kern einer vergitterten Spiralgalaxie - Astronomie

Hinweis: Diese Website wird am 25.06.2021 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt werden Sie automatisch zu Hubblesite.org weitergeleitet, unserer Single-Source-Website für das Hubble-Weltraumteleskop.

Balkenspiralgalaxie NGC 1300

Kurzinformation

Balkenspiralgalaxien sind nach dem zentralen Sternenstab benannt, der die Spiralarme der Galaxie verbindet. NGC 1300 hat im Kern auch eine sogenannte „Grand Design“-Scheibenstruktur – eine Spirale in einer Spirale.

ÜBER PRINTSHOP-BILDER:
Jedes Printshop-Bild wurde speziell für den hochwertigen Druck angepasst. Wählen Sie die Größe des Bildes aus, das Sie herunterladen möchten. Dann können Sie die Datei von Ihrem eigenen Computer aus drucken oder ein Online-Fotolabor oder einen Fotoladen für Sie drucken lassen.

Einige Online-Fotolabore oder Fotoshops fragen möglicherweise, ob dieses Bild urheberrechtlich geschützt ist, da sie kein urheberrechtlich geschütztes Material drucken dürfen. Sie können sie auf unsere Copyright-Seite verweisen. Diese Printshop-Bilder unterliegen keinen Urheberrechtsbeschränkungen.


NGC 4631, eine vergitterte Spiralgalaxie in Canes Venatici

NGC 4631 (auch bekannt als Walgalaxie) ist eine kantenförmige, vergitterte Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von etwa 140.000 Lichtjahren, die etwa 30 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im kleinen nördlichen Sternbild Canes Venatici (die Jagdhunde) liegt. , während er mit etwa 606 Kilometern pro Sekunde von uns zurückweicht. Die leicht verzerrte Keilform dieser Galaxie verleiht ihr das Aussehen eines Wals, daher ihr Spitzname.

Diese Galaxie hat einen nahen Begleiter namens NGC 4627, eine elliptische Zwerggalaxie, die direkt über ihr liegt. Zusammen auch als Arp 281 bezeichnet, wurde dieses interagierende Galaxienpaar im Atlas of Peculiar Galaxies als Beispiel für eine “Doppelgalaxie” aufgeführt. Arp’s Atlas of Peculiar Galaxies ist ein Katalog von 338 eigentümlichen Galaxien, der 1966 von Halton Arp erstellt wurde.

NGC 4631 ist auch ein gravitativ gebundener Begleiter von NGC 4656 (eine vergitterte Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von etwa 75.000 Lichtjahren und etwa 29 Millionen Lichtjahren von der Erde entfernt), die etwa ein halbes Grad südöstlich liegt und innerhalb der Hälfte liegen könnte eine Million Lichtjahre von seinem Nachbarn entfernt. Ihre Interaktion ist wahrscheinlich für das gekrümmte Ende der Galaxie (das als NGC 4657 aufgeführt ist) und ihren Spitznamen, den Hockey Stick, verantwortlich.

NGC 4631, NGC 4627, NGC 4656 und NGC 4657 sind alle vier Teile der Galaxiengruppe NGC 4631. Schätzungen der Anzahl von Galaxien in dieser Gruppe reichen von 5 bis 27, und alle Studien identifizieren sehr unterschiedliche Mitgliedsgalaxien für diese Gruppe.

Die Walgalaxie ist eine helle, große und ausgedehnte Galaxie mit einem sehr hellen Kern. Es enthält einen zentralen Starburst, eine Region intensiver Sternentstehung. Die starke Sternentstehung zeigt sich in der Emission von ionisiertem Wasserstoff und interstellarem Staub, der von den im Starburst gebildeten Sternen erhitzt wird.

Die massereichsten Sterne, die sich in Sternentstehungsregionen bilden, leben nur für kurze Zeit und explodieren danach als Supernovae. Im Zentrum von NGC 4631 sind so viele Supernovae explodiert, dass sie Gas aus der Ebene der Galaxie blasen. Dieser Superwind kann in Röntgenstrahlen und in der Spektrallinienemission gesehen werden. Das Gas dieses Superwinds hat eine riesige, diffuse Korona aus heißem, Röntgenstrahlen aussendendem Gas um die ganze Galaxie herum erzeugt.

Da diese nahe Galaxie von der Erde aus gesehen wird, beobachten professionelle Astronomen diese Galaxie, um das Gas und die Sterne, die sich außerhalb der Galaxieebene befinden, besser zu verstehen. Es kann mit einem kleinen Teleskop gesehen werden. Norden ist in diesem Bild oben.


Was ist die Bewegung von Sternen im Kern einer vergitterten Spiralgalaxie - Astronomie

Wir präsentieren neue Beobachtungen der Balkenspiralgalaxie NGC 4314 in den CO (1-0) und (2-1) Linien, der 21 cm HI Linie, dem Radiokontinuum, dem sichtbaren und dem nahen Infrarot. Die CO-Beobachtungen, die mit dem IRAM 30-m-Teleskop gemacht wurden, zeigen reichlich molekulares Gas im Zentrum dieser Galaxie, wahrscheinlich im 12" zirkumnuklearen Ring, in der Mitte des starken Balkens. Noch bemerkenswerter ist der extreme HI-Mangel, wie gezeigt durch unsere HI-Detektion mit dem Arecibo-Teleskop: In NGC 4314 beträgt das H_2_/HI-Massenverhältnis 60 zu -1! VLA-Karten bei 2, 6 und 20 cm zeigen mehrere Radiokontinuumsquellen in einem 12"-Ring um den optischen Kern. Vom Kern selbst, dem Stab oder den äußeren Spiralarmen wurde keine Radiokontinuumsemission nachgewiesen. Die Radiokontinuumsemission hat einen flachen Spektralindex von -0,4 und kann eine Mischung aus freier und Synchrotronstrahlung sein. Kurzbelichtete optische Bilder der Galaxie zeigen auch helle Flecken in einem Ring um den Kern, die mit den Radiokontinuumsstrukturen übereinstimmen. Die Nahinfrarot-Photometrie der inneren Region legt nahe, dass das Helligkeitsverhältnis von Masse zu 2 μm innerhalb eines Radius von 9 Bogensekunden (450 pc) des Kerns 3 M_sonne_/L_sonne_ beträgt, wie im Zentrum unserer Galaxie. In dieser Region beträgt die H_2_-Masse jedoch 3 10^8^M_sonne_, ein großer Bruchteil der Gesamtmasse. Vermutlich hat der Balken Gas in den inneren Bereich getrieben, wo es Molekülwolken gebildet hat. Diese Wolken erzeugen die O-Sterne, die die HII-Regionen im sichtbaren und thermischen Radiokontinuum ionisieren, und Supernovae, die die nichtthermische Radioemission verursachen.


Was ist die Bewegung von Sternen im Kern einer vergitterten Spiralgalaxie - Astronomie

Hinweis: Diese Website wird am 25.06.2021 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt werden Sie automatisch zu Hubblesite.org weitergeleitet, unserer Single-Source-Website für das Hubble-Weltraumteleskop.

Balkenspiralgalaxie NGC 1300

Kurzinformation

69 Millionen Lichtjahre entfernt (21 Megaparsec)

Dieses Bild ist 5,5 Bogenminuten (110.000 Lichtjahre oder 34.000 Parsec) groß.

Das Hubble-Bild wurde aus HST-Daten aus Antrag 10342 erstellt: K. Noll, H. Bond, C. Christian, L. Frattare, F. Hamilton, W. Januszewski, Z. Levay und T. Royle (STScI) und P Knezek (WIYN).

F435W (B), F555W (V), F814W (ICH), F658N (H-alpha)

Blau: F435W (B)
Grün: F555W (V)
Rot: F814W (ICH) + F658N (H-alpha) [N II]

Eines der größten Hubble-Weltraumteleskop-Bilder, die jemals von einer kompletten Galaxie gemacht wurden, wird heute auf dem Treffen der American Astronomical Society in San Diego, Kalifornien, vorgestellt.

Das Hubble-Teleskop hat eine Darstellung von Sternenlicht, leuchtendem Gas und Silhouetten dunkler Wolken aus interstellarem Staub in diesem 1,2 mal 2,40 Meter großen Bild der Balkenspiralgalaxie NGC 1300 eingefangen. NGC 1300 gilt als Prototyp für Balkenspiralgalaxien . Balkenspiralen unterscheiden sich von normalen Spiralgalaxien dadurch, dass die Arme der Galaxie nicht bis ins Zentrum spiralförmig verlaufen, sondern mit den beiden Enden eines geraden Sternenstabs verbunden sind, der den Kern in seinem Zentrum enthält.

Bei Hubbles Auflösung sind unzählige feine Details, von denen einige noch nie zuvor gesehen wurden, in den Armen, der Scheibe, der Ausbuchtung und dem Kern der Galaxie zu sehen. Blaue und rote Überriesensterne, Sternhaufen und Sternentstehungsregionen sind über die Spiralarme hinweg gut aufgelöst, und Staubspuren zeichnen feine Strukturen in der Scheibe und dem Balken nach. Im Hintergrund sind zahlreiche weiter entfernte Galaxien zu sehen, die sogar durch die dichtesten Regionen von NGC 1300 hindurch sichtbar sind.

Im Kern der größeren Spiralstruktur von NGC 1300 zeigt der Kern seine eigene außergewöhnliche und ausgeprägte "Grand-Design"-Spiralstruktur, die etwa 3.300 Lichtjahre (1 Kiloparsec) lang ist. Nur Galaxien mit großen Balken scheinen diese großen Innenscheiben zu haben - eine Spirale in einer Spirale. Modelle schlagen vor, dass das Gas in einem Balken nach innen geleitet werden kann und dann durch die große Designscheibe spiralförmig in die Mitte gelangt, wo es möglicherweise ein zentrales Schwarzes Loch befeuern kann. Es ist jedoch nicht bekannt, dass NGC 1300 einen aktiven Kern hat, was darauf hindeutet, dass es entweder kein Schwarzes Loch gibt oder dass es keine Materie ansammelt.

Das Bild wurde aus Aufnahmen erstellt, die im September 2004 von der Advanced Camera for Surveys an Bord von Hubble in vier Filtern aufgenommen wurden. Sternenlicht und Staub werden in blauem, sichtbarem und infrarotem Licht gesehen. Helle Sternhaufen werden durch ihre zugehörige Emission von glühendem Wasserstoffgas rot hervorgehoben. Aufgrund der Größe der Galaxie waren zwei benachbarte Ausrichtungen des Teleskops notwendig, um die Ausdehnung der Spiralarme abzudecken. Die Galaxie liegt etwa 69 Millionen Lichtjahre entfernt (21 Megaparsec) in Richtung des Sternbildes Eridanus.


Eine Galaxie mit zwei Herzen

Dieses neue Hubble-Bild zeigt die Spiralgalaxie Messier 83, auch bekannt als Southern Pinwheel Galaxy. Diese Galaxie ist eine der größten und uns am nächsten liegenden Balkenspiralen. Sie ist dramatisch und mysteriös. Sie hat eine große Anzahl von Supernova-Explosionen beherbergt und es wird angenommen, dass in ihrem Kern ein Doppelkern lauert.

Messier 83 ist kein Typ, der sich in den Hintergrund drängt. Sie liegt etwa 15 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Hydra (Die Seeschlange) und ist eine der auffälligsten Galaxien ihrer Art an unserem Himmel. Es ist ein prominentes Mitglied einer Gruppe von Galaxien, die als Centaurus A/M83-Gruppe bekannt ist, zu der auch der staubige Centaurus A (heic1110) und der irreguläre NGC 5253 (potw1248a) zählen.

Spiralgalaxien gibt es je nach Aussehen und Struktur in verschiedenen Typen – zum Beispiel wie eng ihre Arme gewunden sind und die Eigenschaften der zentralen Ausbuchtung. Messier 83 hat einen "Balken" von Sternen, der durch sein Zentrum schneidet, was zu seiner Klassifizierung als Balkenspirale führt. Auch die Milchstraße gehört in diese Kategorie.

Es wird angenommen, dass diese Balken ein bisschen wie ein Trichter wirken, der Gas nach innen in Richtung des Zentrums der Galaxie leitet. Dieses Gas wird dann verwendet, um neue Sterne zu bilden und auch das zentrale Schwarze Loch der Galaxie zu nähren, was erklärt, warum viele Balkenspiralen – einschließlich Messier 83 – sehr aktive und leuchtende Zentralregionen haben.

Das Zentrum von Messier 83 ist jedoch mysteriös und ungewöhnlich, das supermassive Schwarze Loch in seinem Herzen ist nicht allein. Diese markante Spirale zeigt ein Phänomen, das als Doppelkern bekannt ist – ein Merkmal, das auch in der Andromeda-Galaxie (heic0512), der uns am nächsten gelegenen Spiralgalaxie, gesichtet wurde. Dies bedeutet nicht, dass Messier 83 zwei zentrale Schwarze Löcher enthält, sondern dass sein einziges supermassereiches Schwarzes Loch von einer schiefen Sternenscheibe umgeben sein könnte, die um das Schwarze Loch kreist und das Aussehen eines Doppelkerns erzeugt [1].

Neben diesem Doppelkern hat Messier 83 einige Supernova-Explosionen beherbergt – insgesamt sechs, die wir beobachtet haben (SN 1923A, SN 1945B, SN 1950B, SN 1957D, SN 1968L und SN 1983N). Diese Zahl wird nur von zwei anderen Galaxien erreicht: Messier 61 (potw1324a), die ebenfalls sechs hat, und NGC 6946 (opo9910e), die die Liste mit neun anführt. Neben diesen Explosionen wurden in Messier 83 fast 300 Supernova-Überreste – die älteren Überreste explodierter Sterne – gefunden, die mit den Daten dieses Bildes nachgewiesen wurden. Diese Beobachtungen werden verwendet, um den Lebenszyklus von Sternen zu studieren. Neben diesen alten Überresten wurden in Messier 83 etwa 3000 Sternhaufen identifiziert, von denen einige mit weniger als 5 Millionen Jahren sehr jung sind.

Dieses Mosaikbild verwendet Beobachtungen von Hubbles Wide Field Camera 3. Es zeigt die Galaxie vollständig, mit dunklen Staubspuren, feuerroten Gasflecken und hellblauen Flecken der jüngsten Sternentstehung, die über die spiralförmigen Arme gesprenkelt sind. Obwohl es weitläufig aussieht, ist Messier 83 knapp halb so groß wie die Milchstraße.

Dieses neue Bild wird heute, 9. Januar 2014, auf der 223. Tagung der American Astronomical Society in Washington, DC, USA, veröffentlicht.

Anmerkungen

[1] Diese zentrale Region ist ein sehr bizarrer Ort. Keine der beiden Komponenten, aus denen der Doppelkern besteht, ist tatsächlich auf das kinematische Zentrum der Galaxien ausgerichtet – die Region, die aus den Bewegungen der Sterne innerhalb der Galaxie als der zentrale Teil von Messier 83 abgeleitet wird. Der "zweite Kern" ist nicht direkt zu sehen, sondern wird durch die Untersuchung der Massenverteilung innerhalb der Galaxie nachgewiesen.

Hinweise für Redakteure

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der ESA und der NASA.

Mehr Informationen

Bildquelle: NASA, ESA und das Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Danksagung: William Blair (Johns Hopkins University)


Der massive molekulare Zustrom einer Balkengalaxie

Die Balkenspiralgalaxie NGC1300 aus der Sicht von Hubble. Astronomen glauben, dass galaktische Balken dabei helfen, Material in die Kernregionen von Galaxien zu leiten, wo sie die Sternentstehung auslösen und das supermassive Schwarze Loch ernähren. Der Kernbereich ist optisch stark verdeckt, aber Infrarot- und Submillimeterwellenlängen können den Staub durchdringen. Analysen neuer Infrarotspektren von Wasserdampf und anderen Gasen haben diese Prozesse nun in der Balkenspirale ESO320-G030 bestätigt und quantifiziert.

Manchmal werden große Gasmengen in die Kernregionen einer Galaxie geleitet, mit weitreichenden Folgen. Das Gas löst Starburst-Aktivität aus und kann auch das supermassive Schwarze Loch nähren, indem es es in einen aktiven galaktischen Kern (AGN) umwandelt. Tatsächlich wird angenommen, dass die supermassiven Schwarzen Löcher in AGN bei diesen Akkretionsereignissen den größten Teil ihrer Masse gewinnen. Schließlich beendet der nach außen gerichtete Druck von Supernovae, Schocks und/oder AGN-Aktivität den Zufluss. Es wird angenommen, dass Galaxienfusionen ein Mechanismus sind, der diese massiven Zuflüsse auslösen kann, indem das Medium gestört wird. Eine weniger dramatische Ursache können Gasströmungen sein, die durch eine Kombination aus galaktischer Rotation und Gravitationsinstabilitäten verursacht werden, die von galaktischen Balken erzeugt werden, den langgestreckten zentralen Strukturen (bestehend aus Sternen), die in zahlreichen Spiralgalaxien einschließlich der Milchstraße zu finden sind.

Was mit einfallendem Gas passiert, wenn es auf eine Kernregion trifft, ist kaum bekannt, da die sehr hohe Verdunkelung um galaktische Kerne optische Beobachtungen erschwert. Astronomen verlassen sich daher auf Daten aus Ferninfrarot- und Submillimeterwellenlängenbeobachtungen, die den Staub durchdringen können, obwohl der längerwelligen Bildgebung typischerweise die erforderliche hohe räumliche Auflösung fehlt. Die Infrarotspektroskopie war eine der besten Methoden, um beide Schwierigkeiten zu überwinden, da die Strahlung nicht nur den Staub durchdringt, sondern auch die Stärke und Form von Spektrallinien modelliert werden kann, um selbst kleine Abmessungen sowie Temperaturen, Dichten und andere Eigenschaften der Emission zu bestimmen Regionen.

Die CfA-Astronomen Eduardo Gonzalez-Alfonso, Matt Ashby und Howard Smith leiteten ein Team, das Infrarotspektren von Wasserdampf aus der Kernregion der etwa 160 Millionen Lichtjahre entfernten ultraluminösen Galaxie ESO320-G030 modellierte, einer Galaxie, die etwa hundert emittiert mal so viel Energie wie die Milchstraße. Die Daten wurden mit dem Herschel Space Observatory und der ALMA Submillimeter-Anlage gewonnen. Diese Galaxie zeigt weder Anzeichen einer Verschmelzung noch Anzeichen von AGN-Aktivität, aber sie hat eine klare und komplexe zentrale Balkenstruktur und einfallendes Gas, das zuvor durch Infrarotspektroskopie entdeckt wurde.

Die Astronomen beobachteten und modellierten zwanzig spektrale Merkmale von Wasserdampf, genug diagnostische Linien, um die Komplexität der emittierenden Regionen zu modellieren. Die erfolgreichen Ergebnisse erforderten ein Dreikomponenten-Kernmodell: eine warme Hülle (etwa 50 Kelvin) mit einem Radius von etwa 450 Lichtjahren, in der sich eine zweite Komponente befindet, eine Kernscheibe mit einem Radius von etwa 130 Lichtjahren und schließlich ein viel wärmeres Kompaktes Kern (100 Kelvin) etwa 40 Lichtjahre im Radius. Allein diese drei Komponenten emittieren fast 70 % der Leuchtkraft der Galaxie von einem Starburst, der etwa 18 Sonnenmassen von Sternen pro Jahr erzeugt (die Milchstraße durchschnittlich etwa einen pro Jahr). Der Massenzufluss in die Region entspricht in etwa der Sternenproduktion – etwa 18 Sonnenmassen pro Jahr. Zusätzlich zu diesen Schlussfolgerungen über die Kernregion verwenden die Astronomen ihre besten Ergebnisse, um erfolgreich 17 weitere molekulare Spezies (außer Wasser) zu modellieren, die in den fernen Infrarotspektren zu sehen sind, darunter ionisierte Moleküle und kohlenstoff- und stickstoffhaltige Moleküle. Die kombinierten Ergebnisse, insbesondere die extrem hohe Häufigkeit ionisierter Moleküle, legen die starke Präsenz verstärkter ionisierender kosmischer Strahlung nahe und geben Aufschluss über die Chemie der komplexen Kernzone.

Referenz: „Ein Proto-Pseudobulge in ESO 320-G030, gespeist von einem massiven molekularen Zufluss, angetrieben von einem nuklearen Barren“, Eduardo González-Alfonso, Miguel Pereira-Santaella, Jacqueline Fischer, Santiago García-Burillo, Chentao Yang, Almudena Alonso-Herrero, Luis Colina, Matthew LN Ashby, Howard A. Smith, Fernando Rico-Villas, Jesús Martín-Pintado, Sara Cazzoli und Kenneth P. Stewart, Astronomy & Astrophysics, 645, 49, 2021.


Messier 61, eine vergitterte Spiralgalaxie in der Jungfrau

Messier 61 (auch bekannt als NGC 4303) ist eine sehr helle Balkenspiralgalaxie mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren, die sich nur etwa 52,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Jungfrau (die Jungfrau) befindet, während sie sich von uns mit etwa 1566 Kilometern pro Sekunde.

Diese Galaxienspirale mit großem Design (eine Spiralgalaxie mit markanten und gut definierten Spiralarmen, die sich deutlich um die Galaxie erstrecken) ist eines der größten Mitglieder des Virgo-Haufens, einem Haufen von etwa 1300 (und möglicherweise bis zu 2000) Galaxien, die zusammengehalten werden durch die Schwerkraft. Dieser Haufen bildet die zentrale Region des Virgo Superclusters (oder Local Supercluster), einer noch größeren Ansammlung von Galaxien.

Messier 61 wird als Starburst-Galaxie klassifiziert und besitzt einen aktiven galaktischen Kern. Es wird angenommen, dass die Energiequelle eines Aktiven Galaktischen Kerns aus der Massenakkretion durch ein supermassereiches Schwarzes Loch im Kern der Galaxie stammt. Messier 61 hat wahrscheinlich ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa 5 Millionen Mal der Masse unserer Sonne in seinem Zentrum.

Auf diesem Bild sind seine Spiralarme in atemberaubenden Details zu sehen, die nach innen zum Zentrum der Galaxie wirbeln, wo sie eine kleinere, intensiv helle Spirale bilden. In den äußeren Regionen sind diese riesigen Arme mit hellblauen Regionen übersät, in denen neue Sterne aus heißen, dichten Gaswolken entstehen. Die hohe Sternentstehung über Messier 61’s Scheibe ist möglicherweise auf Wechselwirkungen mit ihren Satellitengalaxien NGC 4292 und NGC 4303B zurückzuführen.

Die intensiv helle Spirale ist ein nuklearer Starburst-Ring, der etwa 730 Lichtjahre vom Kern entfernt ist und aus mehreren massereichen Sternentstehungsregionen besteht, die massereiche heiße Sterne mit einem Alter zwischen 5 und 25 Millionen Jahren enthalten. Der Starburst-Ring kann mit einem zweiten Balken in Verbindung gebracht werden, der viel kleiner ist als der Hauptbalken dieser Galaxie.

In dieser Galaxie wurden sechs Supernovae beobachtet: SN 2008in SN 2006ov SN 1999gn SN 1964F SN 1961I SN 1926A. Es wurde festgestellt, dass alle vom Typ II sind, mit Ausnahme von SN 1964F, die eine Typ-I-Supernova war. Diese Gesamtzahl platziert Messier 61 neben Messier 83, ebenfalls mit sechs, und NGC 6946, mit insgesamt neun beobachteten Supernovae, in der Spitzengruppe der Galaxien.

Dieses Bild wurde von Moorook Obervatory, Australien (einer Tochtergesellschaft von New Mexico Skies) erworben, die Bilddaten wurden von Ryan Hannahoe erworben und das Bild wurde von Robert Gendler verarbeitet.


Hubbles versperrte und boomende Spiralgalaxie

Dieses Bild, das von der Wide Field Camera 3 (WFC3) des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble aufgenommen wurde, zeigt eine Galaxie namens UGC 6093. Wie leicht zu erkennen ist, ist UGC 6093 eine sogenannte Balkenspiralgalaxie – sie hat wunderschöne Arme, die wirbeln nach außen von einem Balken, der durch das Zentrum der Galaxie schneidet. Sie wird als aktive Galaxie klassifiziert, was bedeutet, dass sie einen aktiven Galaxienkern oder AGN beherbergt: eine kompakte Region im Zentrum einer Galaxie, in der Material zu einem supermassereichen Schwarzen Loch gezogen wird. Während dieses Schwarze Loch die umgebende Materie verschlingt, sendet es intensive Strahlung aus, die es hell leuchten lässt.

Aber UGC 6093 ist noch exotischer. Die Galaxie fungiert im Wesentlichen als riesiger astronomischer Laser, der auch Licht mit nicht sichtbaren Mikrowellenwellenlängen aussendet – diese Art von Objekt wird als Megamaser bezeichnet (Maser ist der Begriff für einen Mikrowellenlaser). Megamaser wie UGC 6093 können etwa 100 Millionen Mal heller sein als Maser in Galaxien wie der Milchstraße.

Zum Thema passende Artikel

Blick in den Ofen: VST erfasst den Fornax-Cluster

Dieses neue Bild des VLT Survey Telescope (VST) am Paranal-Observatorium der ESO in Chile erfasst eine spektakuläre Ansammlung von Galaxien, die als Fornax-Cluster bekannt ist und sich im Sternbild Fornax (The Furnace) auf der Südhalbkugel befindet. Der Haufen beherbergt eine Menagerie von Galaxien aller Formen und Größen, von denen einige Geheimnisse bergen.

Kleine Galaxie mit Metallmangel könnte ein neues Licht auf den Urknall werfen

Astronomen haben kürzlich herausgefunden, dass eine etwa 30 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie mit dem Spitznamen Leoncino oder "kleiner Löwe" den niedrigsten Gehalt an schweren chemischen Elementen oder "Metallen" enthält, der jemals in einem gravitativ gebundenen Sternensystem beobachtet wurde. Die elementare Zusammensetzung metallarmer Galaxien ist der des frühen Universums sehr ähnlich.

Uraltes Auge am Himmel enthüllt Galaxien

Ein Gravitationslinsensystem wurde von Studenten entdeckt, die Bilder von der Hyper Suprime-Cam des 8,2-Meter-Subaru-Teleskops untersuchten. Aufgrund der unheimlichen Ähnlichkeit des Systems mit dem heiligen Auge der altägyptischen Göttin wird es als “Eye of Horus” bezeichnet. Es wird von einer Galaxie 7 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt gebildet, die das Licht von zwei weiteren Galaxien direkt dahinter beugt es.


Schau das Video: Die Milchstraße - Unser gigantisches Zuhause Doku (August 2022).