Der staubige Kern aktiver Galaxien
Die am stärksten leuchtenden Galaxien sind im Bereich des sichtbaren Lichts nicht unbedingt hell. Der Großteil dieses Lichts – das hundert- oder sogar tausendmal stärker sein kann als das Licht unserer Milchstraße – wird im Infrarot-Wellenlängenbereich ausgestrahlt. Die Energiequelle dieser Galaxien sind die Sternentstehung sowie andere Aktivitäten rund um ein supermassereiches schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie, der sogenannte aktive Galaxienkern (kurz AGN, von engl. active galactic nucleus). Die Strahlung aus den physikalischen Prozessen rund um den AGN wird vom Staub absorbiert und dann im Infrarotbereich wieder ausgestrahlt. Die Art und das Ausmaß, wie ein AGN seine Umgebung beeinflusst, sind wichtiger Teil der Entwicklung einer jeden Galaxie. Astronomen des EU-finanzierten Projekts 'AGN as probes of galaxy evolution' (AGNPROBES) konnten nun verwandte Prozesse erfolgreich quantifizieren. Im Zuge des AGNPROBES-Projekts konzentrierten sich die Forscher auf zwei verschiedene Typen der von Staub umgebenen Quasare – dies sind die kompakten Regionen im Zentrum einer Galaxie, die auch ein schwarzes Loch beinhalten. Es wurden Galaxien ausgewählt, in denen rund um ihr Zentrum noch Sterne entstehen oder bis vor kurzem noch entstanden sind. Die Masse ihrer AGN wurde geschätzt und mit der statistischen Streuung der Geschwindigkeiten der Sterne um ihren Mittelwert verglichen. Bei den Galaxien, in denen noch Sterne entstehen, konnten die Wissenschaftler mehr massereiche schwarze Löcher in ihren Zentren sowie eine niedrigere stellare Geschwindigkeitsdispersion feststellen. Gemeinsam mit der Verschiebung der Emissionslinien hin zu längeren Wellenlängen, die durch die Atmosphären der Sterne verursacht wird, weisen diese Erkenntnisse auf ein ungewöhnlich schnelles Wachstum dieser Galaxien hin. Dieselbe Entwicklung konnte bei den Quasaren, in denen keine neuen Sterne mehr entstehen, beobachtet werden. Die Spektren dieser AGN zeigten sowohl breite Emissionslinien als auch Absorptionslinien ihrer Galaxien. Diese wurden dazu genutzt, um erstmals die Geschwindigkeitsdispersion der Sterne, die geboren wurden bevor die Sternentstehung zeitweilig aussetzte, rund um das Zentrum der Galaxie zu schätzen. Das AGNPROBES-Projekt stellt einen systematischen Versuch dar, Galaxien mit einer höheren Rotverschiebung als die bisher untersuchten zu analysieren. Durch die empirische M-Sigma-Relation zwischen der Masse schwarzer Löcher und der stellaren Geschwindigkeitsdispersion konnte eine bessere Verbindung zwischen Galaxien und den supermassereichen schwarzen Löchern in ihnen hergestellt werden. Die Frage der Interdependenz und ihrer Herkunft bleibt jedoch ungelöst.
