Quasar J0742+2704 (Mitte) wurde zum Gegenstand des Interesses, nachdem entdeckt wurde, dass er einen neugeborenen Strahl hat, der aus der Scheibe um sein supermassereiches Schwarzes Loch herausschießt.(Bildnachweis: NASA, ESA, Joseph DePasquale (STScI), Kristina Nyland (U.S. Naval Research Laboratory)
Das Bild des Hubble-Weltraumteleskops, das Sie oben sehen, stammt aus dem letzten Jahr und zeigt mehrere Galaxien, die in einer Tasche unseres Universums leben, die etwa 5,94 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist. Die Astronomen sind jedoch besonders von dem fasziniert, was auf dem Bild nicht sichtbar ist, sondern nur durch Radioemissionen „gesehen“ wird.
Aus der zentralen Galaxie – die ein schwarzes Loch beherbergt, das mehr als 400 Millionen Mal so groß ist wie unsere Sonne – schießt ein starker Strahl, der neue Hinweise darauf liefern könnte, wie sich Galaxien und ihre schwarzen Löcher über Äonen hinweg gemeinsam entwickeln. Zunächst müssen wir jedoch herausfinden, woher dieser Strahl auf dem Bild des Hubble-Teleskops überhaupt kommt.
Jets wie diese entstehen bekanntermaßen in elliptischen Galaxien, die durch chaotische Verschmelzungen mit anderen Galaxien geformt wurden – solche Verschmelzungen sind der Schlüssel, um Gas und Staub in Richtung der gigantischen schwarzen Löcher zu leiten, die in den Zentren der Galaxien lauern und die Jets noch weiter anheizen. Aber Astronomen, die dieses spezielle Hubble-Bild unter die Lupe nahmen, fanden heraus, dass die zentrale Galaxie tatsächlich einen Wirbel von Spiralarmen aufweist, die scheinbar nicht von einer solchen Verschmelzung betroffen sind, was neue Fragen darüber aufwirft, was ihren Jet ausgelöst haben könnte.
„Zuerst dachte ich, ich hätte bei unseren Forschungen völlig versagt“, sagte Olivia Achenbach von der United States Naval Academy am Montag (13. Januar) auf der 245. Tagung der American Astronomical Society in Maryland. „Weil es ein so großes supermassives Schwarzes Loch im Zentrum ist, hatten wir eine elliptische Galaxie vorhergesagt.“
Die spiralförmige Wirtsgalaxie, ein Quasar mit der Bezeichnung J0742+2704, wurde 2020 in neuen und archivierten Radiodurchmusterungen entdeckt, die Radioemissionen aufzeichneten, die zeigten, dass der Jet innerhalb von nur zwei Jahrzehnten „eingeschaltet“ worden war.
Die Physik dieser galaktischen Jets zu ergründen, ist nicht nur für Astronomen von Interesse, die Radiobeobachtungen von Tausenden von Quasaren nutzen, um das Himmelsgitter zu bevölkern, das die Ausrichtung von Teleskopen bestimmt, sondern auch für die US-Marine, die sich auf die kosmischen Leuchttürme als Navigationsbaken in Umgebungen mit GPS-Einschränkungen verlässt. Neu entdeckte Quasare wie J0742+2704 dienen als zusätzliche Bezugspunkte in diesen Systemen, und die Untersuchung ihrer Jets – die die Positionen der Quasare von der Erde aus gesehen erheblich verschieben können – kann den Forschern helfen, ihre schwer fassbare Natur besser zu verstehen und schließlich vorherzusagen.
„Wir verstehen die Physik dieser Quasare und ihrer Jets nicht wirklich“, sagte Achenbach während des Briefings. „Es ist wirklich wichtig, diese Physik zu verstehen, um Navigationssysteme zu erhalten.“
Quasar J0742+2704 (Mitte). (Bildnachweis: NASA, ESA, Joseph DePasquale (STScI), Kristina Nyland (U.S. Naval Research Laboratory)
Während die Spiralform von J0742+2704 darauf hindeutet, dass sie keine größeren Verschmelzungen erlebt hat, zeigt das HST-Bild schwache Anzeichen dafür, dass ihr unterer Arm zerrissen wurde, möglicherweise aufgrund der Gezeitenkräfte, die durch die Wechselwirkung mit der großen Galaxie rechts unten entstanden sind. Dies könnte darauf hindeuten, dass Jets auch durch weniger dramatische Wechselwirkungen zwischen Galaxien ausgelöst werden können, anstatt eine vollständige Verschmelzung zu erfordern.
„Hier geht eindeutig etwas Interessantes vor sich“, sagte die Astronomin Kristina Nyland vom Naval Research Laboratory, die die Entdeckung im Jahr 2020 leitete und Achenbachs Beraterin bei dieser Forschung war, in einer Erklärung. Die große Galaxie scheint eine Ringgalaxie zu sein, ein weiteres verräterisches Zeichen für vergangene Wechselwirkungen, da solche Galaxien oft entstehen, wenn eine kleinere Galaxie das Zentrum einer größeren durchquert und dabei deren Gas und Staub aufwirbelt. „Wir sind möglicherweise Zeuge der Nachwirkungen der Wechselwirkung, die diesen jungen Quasar-Jet ausgelöst hat“, so Nyland.
Künftige Beobachtungen dieses Systems, die darauf abzielen, die Entfernungen dieser Galaxien zu bestätigen, würden die Nuancen ihres „kosmischen Tanzes“ schlüssiger bestimmen, so Achenbach.
„Hätten wir diese Galaxie vor 20 Jahren oder vielleicht sogar vor einem Jahrzehnt betrachtet, hätten wir einen ziemlich durchschnittlichen Quasar gesehen und nie gewusst, dass sie einmal die Heimat von neugeborenen Jets sein würde“, sagte sie in derselben Erklärung. „Das zeigt, dass man, wenn man weiter sucht, etwas Bemerkenswertes finden kann, das man nie erwartet hätte, und das kann einen in eine ganz neue Richtung der Entdeckung schicken.“
