Gigantische Stürme fegen Galaxien leer

Das Infrarot-Observatorium Herschel entdeckt, wie Milchstraßensysteme Substanz verlieren

10. Mai 2011

In den Zentren vieler Galaxien haben Astronomen des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching mit dem Wissenschaftssatellit Herschel riesige Sturmwolken aus molekularem Gas nachgewiesen. Dabei treten Windgeschwindigkeiten von teilweise mehr als 1000 Kilometern pro Sekunde auf – das Vieltausendfache von Wirbelstürmen auf der Erde. In Galaxien mit den aktivsten Kernen wehen die stärksten Winde. Sie können den gesamten Gasnachschub wegblasen und sowohl die weitere Sternentstehung stoppen als auch das Anwachsen des zentralen Schwarzen Lochs.

Fingerabdruck im Spektrum: Um den galaktischen Wind auf die Schliche zu kommen, benutzt Herschel-PACS die charakteristische Linie des Hydroxyl-Moleküls (OH). Die Strahlung aus dem galaktischen Zentrum scheint durch die Gaswolken entlang der Sichtlinie, in denen das OH-Molekül das Licht verschluckt – und da diese Wolken auf uns zu rasen, sind deren Spektrallinien ins Blaue verschoben. Gleichzeitig emittieren alle Gaswolken die OH-Linie, insbesondere diejenigen, die nicht genau auf der Sichtlinie zum Schwarzen Loch liegen; dabei bewegen sie sich von uns weg – ihr Licht erreicht uns rotverschoben.

„Die Empfindlichkeit von Herschel erlaubt es uns zum ersten Mal, diese gewaltigen galaktischen Stürme nachzuweisen“, sagt Mitautor Albrecht Poglitsch, der die Entwicklung des PACS-Instruments am Garchinger Max-Planck-Institut leitete. „Damit können wir nun auch zeigen, dass sie stark genug sein könnten, um die weitere Produktion von Sternen komplett einzustellen.“

Die Beobachtungen reichen noch nicht aus, um die treibende Kraft hinter diesen Winden definitiv zu bestimmen. Allerdings scheint es zwei Kategorien zu geben: Galaxien mit starker Sternentstehung („Starburst-Galaxien“) verlieren bis zu einigen hundert Sonnenmassen an Gas pro Jahr – eine Menge, die ungefähr auch ihrer Sternentstehungsrate entspricht. Mit Geschwindigkeiten von mehreren hundert Kilometern pro Sekunde werden diese Winde wahrscheinlich vom Strahlungsdruck der Sterne und von Sternexplosionen angetrieben.

Galaxien, die durch das Schwarze Loch in ihrem Zentrum dominiert werden, büßen sehr viel mehr Material ein, bis zu tausend Sonnenmassen pro Jahr und mehr; ihre Winde mit Geschwindigkeiten von etwa tausend Kilometern pro Sekunde werden wahrscheinlich hauptsächlich durch den Strahlungsdruck des aktiven Galaxienkerns verursacht. Um diese ersten Ergebnisse zu bestätigen und andere Eigenschaften der Winde zu klären, werden die Herschel-PACS-Beobachtungen bei einer größeren Anzahl Galaxien fortgesetzt.

(HAE / HOR)

Geleitet vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Pyhsik in Garching, wurde PACS durch ein Konsortium entwickelt, dem auch folgende Institute angehören: UVIE (Österreich); KU Leuven, CSL, IMEC (Belgien); CEA, LAM (Frankreich); MPIA (Deutschland); INAF-IFSI/OAA/OAP/OAT, LENS, SISSA (Italien); IAC (Spanien). Diese Instrumentenentwicklung wurde gefördert durch BMVIT (Österreich), ESA-PRODEX (Belgien), CEA/CNES (Frankreich), DLR (Deutschland), ASI/INAF (Italien), und CICYT/MCYT (Spanien).

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