Radiosignale aus Richtung des Schwarzen Lochs im Zentrum von Centaurus A
Submillimeterbild des zentralen Bereichs einer aktiven Galaxie mit dem APEX-Teleskop in Chile
28. Januar 2009
Zum ersten Mal ist es gelungen, Material, das aus der unmittelbaren Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs einer aktiven Galaxie ausgestoßen wird, in Submillimeterwellenlängen zu erfassen und damit neue Erkenntnisse über die Funktionsweise der "zentralen Maschine" in diesen Galaxien zu gewinnen. Radioastronomen vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn haben Centaurus A, die nächste aktive Radiogalaxie, mit dem Atacama Pathfinder Experiment) Teleskop beobachtet und die Daten mit Resultaten aus optischen und Röntgenwellenlängen kombiniert. Daraus ergibt sich ein faszinierendes Bild der Galaxie, das die Vorgänge in deren Zentralbereich illustriert.
Centaurus A ist die die nächste Riesengalaxie in direkter Nachbarschaft zu unserer Milchstraße. Sie liegt in nur ca. 13 Millionen Lichtjahren Entfernung im Sternbild des Zentauren in der südlichen Hemisphäre. Es handelt sich dabei um eine elliptische Galaxie, die gerade mit einer spiralförmigen Begleitgalaxie verschmilzt. Dadurch werden neue Sterne in extrem hoher Rate erzeugt ("Starburst"); Centaurus A stellt eines der spektakulärsten Objekte am Himmel dar. Die ausgedehnte Radiostrahlung von dieser Galaxie erstreckt sich über einen derart großen Bereich, dass wir sie, mit Radioaugen betrachtet, 16mal so groß wie den Mond am Himmel stehen sehen könnten. Im Zentralbereich von Centaurus A befindet sich eine sehr aktive und leuchtkräftige Region, wobei die Aktivität von einem massereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie hervorgerufen wird. Centaurus A ist eine Quelle von starker Radio- und Röntgenstrahlung.
In der obigen Abbildung ist ein Staubring zu sehen, der die Galaxie selbst umgibt, außerdem die Hochgeschwindigkeits-Radiojets, die aus dem Zentrum von Centaurus A herausgeschleudert werden und unmittelbar auf die Aktivität eines extrem massereichen Schwarzen Lochs im Zentrum zurückgeführt werden können. Im Submillimeter-Wellenlängen sieht man nicht nur thermische Strahlung von der zentralen Staubscheibe, sondern auch die Strahlung der zentralen Radioquelle und - zum ersten Mal im Submillimeter-Bereich - Strahlung von den sogenannten inneren "Radio Lobes" nördlich und südlich von der Staubscheibe. Die Analyse dieser Strahlung, die von der Bewegung schneller Elektronen entlang von Magnetfeldlinien herrührt (Synchrotronstrahlung), zeigt, dass das Material in den Jets mit fast halber Lichtgeschwindigkeit herausgeschleudert wird. In Röntgenwellenlängen wird ebenfalls der aus der Zentralquelle gerichtete Materiestrahl oder Jet sichtbar, und zusätzlich im unteren rechten Teil der Galaxie der Widerschein von einer Stoßwelle, die dadurch erzeugt wird, dass das herausgeschleuderte Material mit Gas aus der Umgebung der Galaxie kollidiert.
LABOCA, die "Large APEX Bolometer Camera" wurde am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) erbaut und ist als Empfangsgerät am APEX-Teleskop eingesetzt, einem 12-m-Teleskop zum Empfang von Submillimeterstrahlung aus dem Kosmos, das in über 5000 Metern Höhe auf dem Chajnantorebene in der chilenischen Atacamawüste zum Einsatz kommt. APEX wird in Zusammenarbeit zwischen dem MPIfR, dem schwedischen Onsala-Observatorium und der Europäischen Südsternwarte (ESO) betrieben. Das Teleskop basiert auf einer Prototyp-Antenne für das ALMA-Projekt (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), ein Radioteleskop-Netzwerk der nächsten Generation. Der Betrieb des APEX-Teleskops wird von der ESO durchgeführt.
Die APEX-Beobachtungen von Centaurus A werden in einer Veröffentlichung vom November 2008 in der Zeitschrift "Astronomy & Astrophysics" präsentiert.