Schwarzes Loch – Holmberg II Galaxie - Carl Zeiss

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Schwarzes Loch – Holmberg II Galaxie - Carl Zeiss

Schwarzes LochHolmberg II GalaxieBild 1 (großes Bild):Die Zwerggalaxie HolmbergII (Palomar Bildaufnahme).Bild 2:Positionskarten derRöntgendetektionen vonHo II-X1 als Overlay übereiner Bildaufnahme imoptischen Spektralbereich(Falschfarbendarstellung).Der mit PMAS gelungeneNachweis des hochangeregtenNebels um das SchwarzeLoch ist als schwarzer Kreismarkiert.Galaxien sind Ansammlungen vonSternensystemen außerhalb derMilchstraße. Galaxien treten vorallem in zwei Arten auf. ElliptischeGalaxien weisen eine homogene,triaxiale Struktur auf und habeneine einheitliche Sternpopulation.Spiralgalaxien zeigen eine Spiralstruktursowie eine differentielleRotation. Dabei sind die Spiralarmedie Zentren der Sternentstehung.Die uns nächstgelegeneGalaxie ist der Andromeda-Nebel(M 31, NGC 224), eine Spiralgalaxievom Typ Sb im Sternbild Andromeda.Galaxien sind durch große,weitgehend leere Zwischenräumevoneinander getrennt. Grob geschätzt,kann man mit heutigerTechnik von der Erde aus über 50Milliarden Galaxien theoretisch beobachten.Die Anzahl der Sternein einer durchschnittlichen Galaxiewird mit etwa 100 Milliardenangenommen.210Innovation 16, Carl Zeiss AG, 2005


Das hellste Objekt in der Klasse ultraleuchtkräftigerRöntgenquellen (ULX)in der lokalen Gruppe, d.h. in der Ansammlungvon Galaxien in nächsterNachbarschaft zu unserer Milchstraße,befindet sich in der ZwerggalaxieHolmberg II in einer Entfernung vonrund 10 Millionen Lichtjahren (Bild 1).Neben der Untersuchung im Röntgenbereichist das Auffinden von Emissionim optischen Spektralbereich vonhöchstem Interesse, da man hofft,aus der Spektralanalyse Rückschlüsseauf die Natur der Akkretion und dieMasse des Objekts ziehen zu können.Im Rahmen des PMAS Science VerificationRuns am Calar Alto 3,5 m Teleskopwurde Ho II-X1 beobachtetund in der Tat die extrem schwacheSignatur eines hochangeregten Gasnebelsam Ort der Röntgenquellenachgewiesen (Bild 2). Frühere Beobachtungenmit einem Langspaltspektrographenwaren erfolglos geblieben,weil die unsichere Positionsangabeaus den Röntgendaten dieWahrscheinlichkeit eines zufälligen„Treffers“ beim Ausrichten des Teleskopsminimal gemacht hatte. Das8x8 Bogensekunden 2 große PMAS-Gesichtsfeld hingegen konnte ohneVorurteil über die vermuteten Koordinatenso ausgerichtet werden, dassdie hochangeregte Helium II Emissionsliniebei 468,6 nm als Indikatoram Rand des Gesichtsfelds zum Vorscheinkam. Eine Auswertung derAusdehnung des Objekts sowie seinerkinematischen Eigenschaften zusammenmit den Daten aus der Röntgenbeobachtunghaben in der Tatgezeigt, dass es sich bei Ho II–X1höchstwahrscheinlich um ein SchwarzesLoch im intermediären Massebereichhandelt. Die Ergebnisse derinternationalen Forschergruppe umLehmann (Max-Planck-Institut fürExtraterrestrische Physik, Garching) inZusammenarbeit mit dem PMAS-Team (AIP) wurden im März 2005 alsTitelstory der renommierten FachzeitschriftAstronomy & Astrophysics veröffentlicht.Bild 3a: Oben: MonochromatischeBilder bei verschiedenen wichtigenWellenlängen, die aus dem Datenkubuseiner PMAS-Aufnahme extrahiertwurden. Unten: Geschwindigkeitsfeld(Falschfarbenkarte) und Halbwertsbreiteder Emissionslinien von Wasserstoffbei 486,1 nm (H-beta), bzw.Sauerstoff bei 500,7 nm ( [O III] ). Amlinken unteren Bildrand markiert einroter Kreis die Stelle, bei der diehochangeregte Heliumemissionslinienachgewiesen werden konnte.Bild 3b: Das Spektrum, das durchAufaddieren aus dem roten Kreis(Bild 3a) erzeugt wurde. Die schwacheEmissionslinie bei He II (einfachionisiertes Helium) zeigt an, dass sichin diesem Bereich eine kompakte, extremheiße Quelle befindet. In anderenRegionen ist diese Linie nichtnachweisbar.Bild 3c: Eine tatsächlich beobachteteGravitationslinse, bei der keinSchwarzes Loch, sondern eine lichtschwacheVordergrundgalaxie (schwacherroter Fleck im Zentrum) das Lichteines weit entfernten, hellen Quasarshinter der Vordergrundgalaxie in4 Komponenten aufspaltet (PMAS-Beobachtung). Quasare sind enormlichtstarke, aktive Galaxienkerne, beidenen Akkretion auf ein supermassereichesSchwarzes Loch eine Leuchtkraftentfaltet, die die Gesamthelligkeitder Galaxie bei weitem überstrahlt.Martin Matthias Roth,Astrophysikalisches Institut Potsdamhttp://www.aip.de54HE IIH-beta[0 III][0 III]f (1E-15)32103a4600 4800 (Å)50003b3cInnovation 16, Carl Zeiss AG, 200511

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