Mit dem Weltraumteleskop kosmischen Geheimnissen auf der Spur: die anomalen Arme von Messier 106

Ein neues Bild einer nahen Spiralgalaxie, das von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) veröffentlicht wurde, zeigt helle Bilder mit dem James Webb Weltraumteleskop.

Der zentrale Bereich einer Spiralgalaxie. Ihr Kern ist ein kleiner heller Punkt, der Licht ausstrahlt. Kredit: ESA

Das neue Bild von Messier 106, auch bekannt als NGC 4258, das vom James Webb Space Telescope (JWST) aufgenommen wurde, ist wirklich atemberaubend. M106 ist eine Spiralgalaxie, die etwa 23 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Canes Venatici liegt.

Auf dem Bild ist der helle Kern der Galaxie zu sehen , der von einem sehr aktiven supermassereichen schwarzen Loch dominiert wird. Wenn Gas in Richtung des Schwarzen Lochs fällt, heizt es sich auf und sendet starke Strahlung aus. Das Bild zeigt auch die Spiralarme der Galaxie, die als leuchtende Schwaden aus Gas und Staub zu sehen sind.

Ein bemerkenswertes Merkmal von Messier 106 sind zwei zusätzliche "anomale" Arme , die nicht im sichtbaren Licht, sondern im Radio- und Röntgenbereich sichtbar sind. Diese Arme bestehen aus heißem Gas und sind vermutlich das Ergebnis der Aktivität eines Schwarzen Lochs.

Die hoch entwickelte Nahinfrarotkamera an Bord des Weltraumobservatoriums ermöglicht es ihm, weiter und tiefer zu sehen als jedes andere Teleskop. Je weiter wir in den Weltraum schauen, desto älter sind die Objekte, die wir sehen.

Das Universum im Infrarotlicht

Das Licht von Objekten, die am Anfang des Universums entstanden sind, unterliegt einem Phänomen, das als "Rotverschiebung" bezeichnet wird. Wenn sich diese Quellen von uns entfernen, dehnen sich ihre Wellenlängen aus und bewegen sich vom sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums in den unsichtbaren Infrarotbereich.

Aus unserer Außenperspektive erscheinen Galaxien oft dicht und undurchdringlich, weil Sternenstaub praktisch das gesamte sichtbare Licht absorbiert, das wir wahrnehmen können. Das infrarote Licht hingegen wird durch Staub und winzige Partikel weniger behindert.

Hier kommt das James Webb Space Telescope (JWST) ins Spiel , ein technologisches Wunderwerk, das genau dieses Infrarotlicht aufspüren und in bisher verborgene Regionen vordringen kann.

Im Herzen dieser Galaxie hat das Teleskop ein supermassereiches schwarzes Loch entdeckt, ein Merkmal, das im Zentrum von Galaxien zu finden ist. Das Faszinierendste daran ist, dass es immer noch recht aktiv ist, was unseren Erwartungen widerspricht und neue Einblicke in kosmische Prozesse bietet.

Ein anderer Blick auf das Universum

Diese Galaxie ist eine der hellsten Spiralgalaxien in der galaktischen Nachbarschaft ,in der1981 und 2014 zwei Supernovae beobachtet wurden. In ihrem Zentrum befindet sich, wie in den meisten Spiralgalaxien, ein supermassereiches Schwarzes Loch, aber dieses ist eines der aktivsten bekannten.

Anders als das Schwarze Loch im Zentrum von Sagittarius A* in der Milchstraße, das von Zeit zu Zeit etwas Gas einfängt, verschlingt das Schwarze Loch in Messier 106 häufiger Material. Während sich das Gas spiralförmig auf das Schwarze Loch zubewegt, heizt es sich auf und sendet eine starke Strahlung aus.

Der Unterschied zwischen einem bodengebundenen Teleskop, Hubble und Webb. Kredit: ESA

Das Bild wurde mit der Nahinfrarotkamera (NIRCam) von Webb aufgenommen . Es wurde im Rahmen eines speziellen Programms zur Untersuchung des Aktiven Galaktischen Kerns der Galaxie aufgenommen, der hellen zentralen Region der Galaxie, die durch das Licht von Staub und Gas dominiert wird, das in den Schlund des Monsters fällt.

Die blauen Regionen zeigen die Verteilung der Sterne in der zentralen Region der Galaxie. Die orangefarbenen Bereiche sind wärmerer Staub und die kräftigeren Rottöne stehen für kühleren Staub. Die blaugrünen, grünen und gelben Farbtöne in der Nähe der Bildmitte stellen unterschiedliche Gasverteilungen in der Region dar.

Zwei unsichtbare Arme

Die Galaxie beherbergt ein faszinierendes Merkmal: zwei zusätzliche Arme, die sich im Gegensatz zu den im sichtbaren Licht sichtbaren Armen im Radio- und Röntgenbereich zeigen. Diese anomalen Arme bestehen nicht aus Sternen, wie die normalen Arme, sondern aus heißem Gas.

Es wurde die Theorie aufgestellt, dass diese Arme das Ergebnis der Aktivität des zentralen Schwarzen Lochs sind. Dieses Rückkopplungsphänomen wurde auch in anderen Galaxien beobachtet. Die wahrscheinliche Erklärung liegt darin, dass Material aus der Umgebung des Schwarzen Lochs herausgeschleudert wird, ähnlich wie eine Welle, die sich im Ozean bricht, wenn sie auf einen Felsen in Ufernähe trifft.

Obwohl sie nach Charles Messier, dem berühmten Astronomen des 18. Jahrhunderts, benannt ist, wurde Messier 106 weder von ihm entdeckt noch katalogisiert. Stattdessen war es sein Assistent Pierre Méchain, der diese Galaxie identifizierte.

Interessanterweise wurde Messier 106 zu Messiers Lebzeiten nie in den Katalog aufgenommen. Zusammen mit sechs anderen Objekten, die von den beiden entdeckt, aber nicht aufgezeichnet wurden, wurde Messier 106 schließlich im 20. Jahrhundert posthum in Messiers Katalog aufgenommen.