V Menschen und Ereignisse - Max-Planck-Institut für Astronomie

70 III. Wissenschaftliche Arbeiten
glatte Scheibe bilden, oder bei einer weiteren Resonanz
näher am Kern angehalten werden. Man nimmt an, dass
diese so genannte Innere Lindblad-Resonanz (ILR) die
Ursache für die prächtigen Ringe mit ausbruchartiger
Sternentstehung ist, die man um die Kerne zahlreicher
Spiralgalaxien beobachtet. Um die Gaswolken noch näher
an das Zentrum einer Spiralgalaxie heranzubringen,
hat man die Vorstellung von ineinandergeschachtelten
Balken (oder Doppelbalken) zu Hilfe gerufen. In diesem
Szenario wirkt ein kleinerer innerer (oder Kern-)Balken
auf ähnliche Weise wie der großräumige (äußere) Balken:
Die Gaswolken verlieren ihren Drehimpuls aufgrund der
länglichen Umlaufbahnen und der damit verknüpften
Stoßwellen und bewegen sich zu immer kleineren Radien
hin.
Beobachtung der Kinematik des molekularen Gases
mit Hilfe von Millimeter-Interferometrie
Die Untersuchung von interstellarem Gas ist von
wesentlicher Bedeutung für das Verständnis galaktischer
Aktivität. Im zentralen Kiloparsec-Bereich von Spiralgalaxien
ist das Gas dicht und besteht aus Molekülen.
Deshalb sind die CO-Linien im Millimeterbereich am
geeignetsten, die Gasdynamik im Kern zu verfolgen.
Heutige Millimeter-Interferometer können problemlos
Winkelauflösungen von einigen Bogensekunden erzielen.
Eines der besten heute verfügbaren Instrumente
ist das Interferometer auf dem Plateau de Bure (PdBI,
siehe Abb. III.4.2) des Instituts für Radioastronomie
im Millimeterbereich (IRAM). Es befindet sich in den
französischen Alpen in etwa 2500 m Höhe und arbeitet
in den atmosphärischen Fenstern bei 3 und 1 mm.
Wenn im Winter die besten Beobachtungsbedingungen
herrschen (d.h. geringer Wasserdampf und eine stabile
Atmosphäre), sind bei einer Wellenlänge von 1 mm sogar
Beobachtungen mit einer Auflösung unter einer Bogen-
sekunde möglich. Eine typische Spiralgalaxie besitzt in
ihrem zentralen Kiloparsec-Bereich große Mengen an
molekularem Gas mit einer Linienbreite von größenordnungsmäßig
200 km/s. Die mit Millimeter-Interferometern
erzielte spektrale Auflösung ist hervorragend; beim PdBI
beträgt sie typischerweise etwa 5 km/s. Dies ermöglicht
eine ausgezeichnete Erfassung der CO-Linien und damit
die Untersuchung der Kinematik des molekularen Gases
in Galaxienzentren.
Beobachtungen sind entscheidend für weiteren
Fortschritt
Beobachtungen der Kinematik des molekularen
Gases in der zentralen Kiloparsec-Region naher Spiralgalaxien
sind entscheidend für die Überprüfung aktueller
Modelle der Brennstoffzufuhr in Galaxienzentren.
Einerseits kann man mit ihnen testen, welche physikalischen
Eigenschaften den Prozess der Brennstoffzufuhr
bestimmen – z.B. die Form des galaktischen Potentials,
Abb. III.4.2: Das Millimeter-Interferometer des IRAM (Institut
für Radioastronomie im Millimeterbereich) auf dem Plateau
de Bure. Das Instrument liegt im Süden der französischen
Alpen in etwa 2500 m Höhe. Es besteht zur Zeit aus sechs 15m-Antennen,
die bis zu 400 m auseinander gefahren werden
können. Die Beobachtungen werden in den atmosphärischen
Fenstern bei 3 mm und 1 mm Wellenlänge durchgeführt. Die
wichtigsten Linien für Untersuchungen der Gasströmungen
in nahen Galaxien sind die beiden niedrigsten Übergänge des
12 CO-Moleküls bei 115 GHz und 230 GHz. Unter Verwendung
der größten Basislängen von bis zu 400 m beträgt die entsprechende
Winkelauflösung, die bei diesen Frequenzen erreicht
werden kann, 1.0 bzw. 0.5 Bogensekunden. (Mit freundlicher
Genehmigung von IRAM).