Studie zeigt, dass aktive galaktische Kerne noch mächtiger sind als gedacht

Angetrieben von supermassiven Schwarzen Löchern, die Materie in den Zentren von Galaxien schlucken, sind aktive Galaxienkerne die leistungsstärksten kompakten stetigen Energiequellen im Universum. Es ist seit langem bekannt, dass die hellsten aktiven Galaxienkerne das kombinierte Licht der Milliarden von Sternen in ihren Wirtsgalaxien weit überstrahlen.

Eine neue Studie zeigt, dass Wissenschaftler die Energieabgabe dieser Objekte erheblich unterschätzt haben, indem sie nicht erkannt haben, inwieweit ihr Licht durch Staub gedimmt wird.

„Wenn sich kleine Partikel entlang unserer Sichtlinie befinden, erscheinen die Dinge dahinter dunkler. Wir sehen dies bei Sonnenuntergang an jedem klaren Tag, wenn die Sonne schwächer aussieht“, sagte Martin Gaskell, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Astronomie und Astrophysik an der UC Santa Cruz.

Gaskell ist Hauptautor einer Abhandlung über die neuen Erkenntnisse, die am 16. Januar veröffentlicht wurde Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.

Obwohl die Möglichkeit, dass Staub das Licht aktiver Galaxienkerne dämpft, seit langem bekannt ist, war die Menge umstritten und wurde allgemein als vernachlässigbar angesehen, sagte er.

„Wir haben gezeigt, dass dies nicht der Fall ist und dass das ferne ultraviolette Licht eines typischen aktiven Galaxienkerns um einen großen Faktor gedimmt wird“, sagte Gaskell.

Das Team kam zu diesem Schluss, indem es die rötliche Wirkung von Staub auf das Licht eines der am besten untersuchten aktiven galaktischen Kerne, bekannt als NGC 5548, untersuchte. Genauso wie die Erdatmosphäre die Sonne bei Sonnenuntergang röter und dunkler erscheinen lässt Staub in aktiven galaktischen Kernen lässt sie auch röter erscheinen, als sie wirklich sind. Die Stärke der Rötung hängt mit der Stärke der Dimmung zusammen.

Wissenschaftler quantifizieren die Farben von etwas, indem sie die Verhältnisse der Intensität seines Lichts bei verschiedenen Wellenlängen messen. Während wir wissen, was die nicht gerötete Farbe der Sonne ist, gab es viele Diskussionen über die nicht geröteten Farben der verschiedenen Arten von Emissionen aus aktiven Galaxienkernen. Denn obwohl einfache Theorien die intrinsischen, ungeröteten Farben vorhersagen, gab es Zweifel, ob diese einfachen Theorien auf aktive Galaxienkerne zutreffen.

In der neuen Studie von NGC 5548 verwendeten die UCSC-Forscher sieben verschiedene Indikatoren für die Staubmenge und stellten fest, dass sie alle gut übereinstimmten. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Verdunkelung von NGC 5548 aufgrund von Staub groß ist, mehr als das Zehnfache der Verdunkelung, die durch Staub verursacht wird, wenn wir aus unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, blicken.

„Die gute Übereinstimmung zwischen den verschiedenen Indikatoren für das Ausmaß der Rötung war eine angenehme Überraschung“, sagte Gaskell. „Es unterstützt nachdrücklich einfache Theorien der Emission von aktiven galaktischen Kernen. Exotische Erklärungen von Farben sind nicht erforderlich. Das macht das Leben für Forscher einfacher und beschleunigt unser Verständnis dessen, was passiert, wenn Schwarze Löcher Material schlucken.“

Die Farben von NGC 5548 seien typisch für andere aktive galaktische Kerne, sagte er, was weitreichende Auswirkungen habe. Aufgrund der dämpfenden Wirkung von Staub sind aktive galaktische Kerne sogar noch leistungsstärker als bisher angenommen. Die Ergebnisse implizieren, dass im ultravioletten Bereich, wo die meiste Energie abgestrahlt wird, ein typischer aktiver galaktischer Kern eine Größenordnung mehr Energie abgibt als bisher angenommen, sagte Gaskell.

Eine weitere Implikation, sagte er, sei, dass aktive galaktische Kerne sehr ähnlich seien, und was bisher als große grundlegende Unterschiede zwischen ihnen angesehen worden sei, seien in Wirklichkeit nur die Folgen unterschiedlich starker Rötungen durch Staub.