Weltraumteleskop löst Rätsel um Filamente in aktiver Galaxie Riesententakel halten kosmische Gasfäden zusammen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Weltraumteleskop löst Rätsel um Filamente in aktiver Galaxie

Riesententakel halten kosmische Gasfäden zusammen

Diese Hubble-Aufnahme zeigt die Details der feinen Gasfilamente (rötlich), die den Kern der Galaxie NGC1275 umgeben. © NASA, ESA and Andy Fabian (University of Cambridge, UK)

Im Herzen der aktiven Galaxie NGC1275 ragen feine Gasfilamente seit Millionen von Jahren weit in glühendes Gas hinaus. Jetzt haben Astronomen in der Fachzeitschrift „Nature“ erstmals das Rätsel der Stabilität dieser Filamente gelöst: Immense Tentakel eines extragalaktischen Magnetfelds halten sie zusammen.

Die Galaxie NGC 1275 liegt im Zentrum des Perseus-Galaxienclusters und ist damit eine der uns nächsten großen Ellipsen. In ihrem Kern sitzt ein massereiches Schwarzes Loch, das Blasen von Radiostrahlen aussendendem Material in das umgebende Gas des Clusters schleudert. Sein spektakulärstes Merkmal jedoch ist ein feines Netz aus Gasfilamenten, die über die Galaxie hinaus in das Millionen Grad heiße, im Röntgenbereich strahlende Gas reichen.

Lang, dünn und erstaunlich stabil

Mithilfe des Weltraumteleskops Hubble ist es einem Astronomenteam erstmals gelungen, einzelne Gasfäden, aus denen die Filamente zusammengesetzt sind, hoch aufgelöst abzubilden. Daraus ergibt sich, dass ein typischer Gasfaden rund 200 Lichtjahre breit, überraschend gerade und bis zu 20.000 Lichtjahre lang sein kann. Das Gas in ihm entspricht rund einer Millionen Sonnenmassen. Gebildet werden die Filamente, wenn kaltes Gas aus dem Galaxienkern in den Sog gerät, den die aus dem Schwarzen Loch aufsteigenden Materialblasen erzeugen.

Rätselhaft war bisher immer, wie die feinen Strukturen der Filamente der extrem energiereichen Umwelt des Cluster mehr als hundert Millionen Jahre lang überstehen konnten. Unter normalen Umständen hätten sie innerhalb kürzester Zeit zerfasert, aufgeheizt und verdunstet sein müssen. Oder aber sie wären unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabiert und hätten Sternen gebildet. Ähnlich unklar ist auch, warum sie nicht von der starken Schwerkraft ins Herz der Galaxie gezogen und zerstört worden sind.

Magnetfeld-Tentakel halten Gas in Form

Die Riesengalaxie NGC1275, auch als Perseus A bekannt, liegt im Herzen des Perseus-Galaxienclusters. Für diese Aufnahme wurden Daten verschiedener Wellenlängen kombiniert, die sowohl die starke Radio-als auch die Röntgenstrahlung erfassen, die das Schwarze Loch in seinem Kern ausstößt. © NASA, ESA, NRAO and L. Frattare (STScI)

Genau diese Fragen könnte jetzt die neue „Nature“-Studie, geleitet von Andy Fabian von der Universität von Cambridge, beantwortet haben. Basierend auf den neuen hochaufgelösten Hubble-Aufnahmen postuliert er, dass starke Magnetfelder die geladenen Gase an ihrem Platz halten und vor den Kräften schützen, die sie sonst auseinanderreißen würden. Offenbar hat die tentakelartige Struktur die überraschend langen Filamente mehr als 100 Millionen Jahre lang erhalten. „Wir können sehen, dass die magnetischen Felder für diese komplexen Filamente entscheidend sind – sowohl für ihr Überleben als auch für ihre Integrität“, erklärt Fabian.

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Die neuen Daten des Weltraumteleskops ermöglichten es den Forschern auch, die jeweilige Stärke der magnetischen Felder in den Filamenten aus deren Größe abzuschätzen. Da die dünneren langen Gasfäden sehr viel fragiler sind, benötigen sie entsprechend stärkere Magnetfelder als Stabilisator.

Das Filamentsystem der Galaxie NGC1275 stellt keinen Einzelfall dar: Ähnliche Netzwerke aus Gasfäden dienen sich auch um viele andere, auch weiter entfernte Galaxien des zentralen Clusters. Da sie jedoch zu weit weg sind um sie in dieser Genauigkeit zu beobachten, hat NGC1275 hier Modellfunktion. An ihr können die Astronomen die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Gas des Clusters und dem massereichen Schwarzen Loch im Herzen der Galaxie erforschen.

(NASA/ESA, 21.08.2008 – NPO)

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