Galaxie mit Heißhunger

  • 04. July 2013

Weit entfernter Quasar beim Verschlingen des ihn umgebenden Gases beobachtet.

Der Theorie zufolge wachsen Galaxien, indem sie Material aus ihrer Umgebung einsaugen, doch es erwies sich bisher als schwierig, diesen Prozess direkt zu beobachten. Nun haben Wissenschaftler mit dem Very Large Telescope der ESO eine seltene Anordnung zwischen einer entfernten Galaxie und einem noch weiter entfernten Quasar untersucht – dem extrem hellen Zentrum einer Galaxie, das von einem supermassereichen Schwarzen Loch angetrieben wird. Das Licht des Quasars muss das Material um die Galaxie im Vordergrund durchlaufen, bevor es die Erde erreicht. Dadurch ist es möglich, die Eigenschaften des Gases um die Galaxie im Detail zu untersuchen.

ünstlerische Darstellung einer Galaxie beim Akkretieren von Material aus ihrer Umgebung.

Abb.: Künstlerische Darstellung einer Galaxie beim Akkretieren von Material aus ihrer Umgebung. (Bild: ESO, L. Calçada / ESA / AOES Medialab)

„Diese Art von Anordnung ist sehr selten und hat es uns ermöglicht einzigartige Beobachtungen durchzuführen”, erklärt Nicolas Bouché vom Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP) in Toulouse. „Mit dem Very Large Telescope der ESO waren wir in der Lage sowohl die Galaxie selbst als auch das umliegende Gas zu beobachten. Erst das führte letztendlich dazu, dass wir ein wichtiges Problem der Galaxienentstehung angehen konnten: Wie wachsen Galaxien und wie nähren sie die Sternentstehung?”

Galaxien brauchen ihr Gasreservoir schnell auf, indem sie neue Sterne entstehen lassen. Daher müssen sie kontinuierlich mit neuem Gas versorgt werden, um diesen Prozess aufrechtzuerhalten. Astronomen hatten vermutet, dass Galaxien kaltes Gas aus der Umgebung durch ihre gravitative Anziehung einsaugen. Das Gas kreist um die Galaxie und rotiert mit ihr zusammen, bevor es in die Galaxie fällt. Obwohl schon einige Anzeichen einer solchen Akkretion zuvor beobachtet wurden, ließen sich die Bewegung des Gases und seine weiteren Eigenschaften bisher nicht vollständig untersuchen.

 Die Himmelsregion um den Quasar HE 2243-6031.

Abb.: Die Himmelsregion um den Quasar HE 2243-6031. (Bild: ESO / DSS22 / D. De Martin)

Die Astronomen haben für ihre Beobachtungen die Instrumente SINFONI und UVES genutzt, die beide am VLT der ESO am Paranal-Observatorium im Norden Chiles montiert sind. Die neuen Beobachtungen zeigen sowohl, wie die Galaxie selbst rotiert als auch die Zusammensetzung und die Bewegung des Gases außerhalb der Galaxie.

„Die Eigenschaften dieser enormen Menge an umliegendem Gas waren genau so, wie wir sie für kaltes Gas, das in die Galaxie gezogen wird, erwartet hätten”, sagt Michael Murphy von der Swinburne University of Technology in Melbourne. „Das Gas bewegt sich wie erwartet, die Gasmenge und die Zusammensetzung sind in etwa so wie erwartet und passen perfekt zu den Modellen.” Astronomen hatten schon Anzeichen von Material um Galaxien im frühen Universum gefunden, jedoch konnten sie nun zum ersten Mal zeigen, dass das Material sich nach innen und nicht nach außen bewegt. Außerdem ist es ihnen gelungen, die Zusammensetzung dieses neuen Treibstoffs für zukünftige Generationen von Sternen zu bestimmen.

ESON / CT

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