Radiogalaxien und Quasare

Manche Galaxien strahlen nicht nur Licht, sondern auch starke Radiowellen aus. Man nennt sie dann Radiogalaxien. Sicher senden alle Galaxien langwellige Strahlen aus wegen der Supernova-Relikte und anderer Einzelquellen von Radiostrahlung, die sie enthalten, die Energie von Radiogalaxien hat aber eine ganz andere Größenordnung. Probleme der Radiogalaxien
Eine typische Galaxie mit starker Radioquelle ist M 87 in dem berühmten Virgo-Haufen in ungefähr 60 Millionen Lichtjahren Entfernung. Von ihr geht ein merkwürdiger Strahl aus, als ob mit hoher Geschwindigkeit Materie ausgestoßen würde. Die von M 87 ausgesandte Radioenergie ist etwa 10 000-mal stärker als normalerweise zu erwarten wäre. Cygnus A, die erste auch optisch identifizierte (1954) Radiogalaxie, ist 700 Millionen Lichtjahre entfernt und eine der allerstärksten, die bis heute entdeckt wurden. Um die ungewöhnliche Radio-»Helligkeit« zu erklären, dachte man zunächst, es handle sich nicht um eine einzelne Galaxie, sondern um zwei Systeme, die einander zufällig durchdringen. In einem solchen Fall würden nämlich die Sterne kaum zusammenstoßen, aber die interstellare Materie beider Partner müsste kollidieren und könnte dabei heftige Radiowellen aussenden. Tatsächlich machen manche Radioquellen wie z. B. Centaurus A den Eindruck, als wären sie zusammengesetzt. Cygnus A hat, ähnlich vielen anderen starken Radioquellen, zwei kräftige Emissionszentren im Radiobereich, die über das optische Bild gespreizt sind, wobei noch eine schwache Radioquelle mit dem optischen Objekt zusammenfällt. Weitere Forschungen ergaben, dass Zusammenstöße sich begegnender Galaxien bei Weitem nicht genügend Energie erzeugen könnten, um die Beobachtungen zu erklären. Daher wurde die Kollisionstheorie aufgegeben. Heute hat es den Anschein, als seien die Radioquellen das Ergebnis ungeheurer Explosionen im Inneren der betreffenden Galaxien selbst. Ein vorzügliches Beispiel ist die unregelmäßige Galaxie M 82 im Großen Bären: Wie sich gezeigt hat, gibt es darin riesige, komplizierte Gasmassen, die sich mit Geschwindigkeiten bis zu 160 km/Sek. bewegen. Die jetzigen Bewegungen lassen vermuten, dass vor etwa eineinhalb Millionen Jahren in der Nähe des Zentrums von M 82 eine Explosion stattgefunden hat (da das Objekt 10,5 Millionen Lichtjahre entfernt ist, liegt das Ereignis streng genommen schon 12 Millionen Jahre zurück). Man glaubt, dass die Radiostrahlung solcher Objekte durch einen Prozess entsteht, bei dem sehr energiereiche Elektronen in einem starken Magnetfeld beschleunigt werden und dabei Energie abstrahlen. Da der gleiche physikalische Effekt künstlich in bestimmten Teilchenbeschleunigern auftritt, spricht man von Synchrotronstrahlung. Leider wissen wir noch nicht, wie es zu solchen Ausbrüchen in Radiogalaxien kommt. Ein neues Objekt am Himmel
Die Suche nach weit entfernten Objekten im Weltall führte 1960 zu einer Reihe überraschender Ereignisse. Ein paar Objekte, die man aufgrund ihrer Radioeigenschaften für entfernt halten zu können glaubte, wurden mit blauen, sternförmig aussehenden Objekten auf Fotografien mit dem Mt.-Palomar-Teleskop identifiziert. Bis 1963 hatte man diese für eine bisher unbekannte Sternart im Milchstraßensystem gehalten. Im März 1963 gelang es jedoch M. Schmidt am 200-Zöller das Spektrum eines Radio-Objekts, das als 273. im 3. Cambridge-Katalog von Radioquellen die Bezeichnung 3C 273 trug, zu identifizieren, zur gleichen Zeit veröffentlichten Greenstein und Matthews ihre Messungen der Rotverschiebung eines anderen blauen Objekts, 3C48. Diese Rotverschiebungen waren extrem groß. Als noch mehr Objekte dieser Art identifiziert wurden, zeigte sich, dass man eine neue Klasse von Himmelsobjekten entdeckt hatte, die weiter entfernt waren als alles, was bisher gefunden worden war, und deren Entweichgeschwindigkeit in vielen Fällen größer als die halbe Lichtgeschwindigkeit ist. Probleme mit Quasaren
Wegen ihres Aussehens im Fernrohr hat man die entfernten Objekte als quasistellare Radioquellen bezeichnet, abgekürzt »Quasare«. Es handelt sich bei ihnen aber keineswegs um Sterne. Falls die Entfernungsschätzungen einigermaßen stimmen, muss ein kräftiger Quasar eine ganze Galaxie wie die unsrige überstrahlen – es ist schwer zu erklären, wie ein verhältnismäßig kleines Objekt so viel Energie aussenden kann. Denn Radiomessungen der Durchmesser und die Schnelligkeit des Lichtwechsels, der in einigen Fällen aufgetreten war, hatten den Schluss nahegelegt, dass die Energie größtenteils aus einem Bereich von nur wenigen Lichtjahren Durchmesser ausgeht. Da kein Prozess der Energieerzeugung, wie er sich in normalen Sternen oder Galaxien abspielt, für ein solches Phänomen in Betracht kommen dürfte, sind in letzter Zeit viele Theorien über die Quasare aufgestellt worden. Vielleicht könnte ein Quasar durch eine rasche Folge von Supernova-Explosionen entstehen, aber für etwas Derartiges kennt man keinen vernünftigen Grund. Theorien mit Antimaterie oder Schwarzen Löchern sind rein spekulativ. Möglicherweise stellen Quasare und gewisse Typen von Radiogalaxien (besonders die Seyfert-Systeme mit hellen Kerngebieten, die Linienspektren aufweisen) nur verschiedene Entwicklungsstufen der gleichen Art von Objekten dar. Es mag auch vorkommen, dass ein Quasar in eine normale Galaxie eingelagert ist, wie vielleicht im Fall BL Lacertae. Auf diesem jungen Forschungsgebiet sind noch viele Fragen ungelöst.

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Info 22.11.2017 17:33
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