Messier 87

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Die elliptische Riesengalaxie M 87. Der Jet, der vom Zentrum der elliptischen Galaxie Messier 87 ausgeht, wird von einem supermassereichen Schwarzen Loch verursacht.
Aus Event-Horizon-Telescope-Aufnahmen berechnete Darstellung, die möglicherweise die Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs M87* im Zentrum von Messier 87 zeigt. Die schwarze Fläche in der Bildmitte hat ungefähr den 2,5-fachen Durchmesser des Ereignishorizonts.[1]
Detailaufnahme des Jets von M 87

Messier 87 (M 87), auch bekannt als NGC 4486, ist eine im Herzen des Virgo-Galaxienhaufens im Sternbild Jungfrau gelegene elliptische Riesengalaxie, die auch im Radiowellen und Röntgenbereich sehr aktiv ist. Als Radioquelle wird sie auch Virgo A und als Röntgenquelle Virgo X-1 genannt. Mit einer Entfernung von etwa 55 Millionen Lichtjahren von der Erde ist M 87 eine der größten und massereichsten Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft.

Entdeckung und Beobachtung

Die elliptische Riesengalaxie M 87 wurde erstmals 1781 von dem französischen Astronomen Charles Messier entdeckt und später von ihm in seinem berühmten Katalog als Nummer 87 aufgenommen.[2] Im Laufe der Jahre wurde M 87 von vielen Astronomen und Weltraumteleskopen wie Hubble, Chandra, Spitzer und anderen beobachtet.[3]

Eigenschaften von M 87

M 87 ist eine elliptische Galaxie, die ihre Form aufgrund der zahlreichen Galaxienverschmelzungen, die sie im Laufe der Zeit erlebt hat, erhalten hat.[4] Die Galaxie hat eine Masse von etwa 2,4 Billionen Sonnenmassen und erstreckt sich über mehr als 120.000 Lichtjahre.[3] M 87 enthält vorwiegend ältere Sterne und hat eine geringe Sternentstehungsrate, was typisch für elliptische Galaxien ist.[5]

Das supermassereichs Schwarze Loch im Zentrum

Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von M 87 ist das supermassereiche Schwarze Loch in ihrem Zentrum, bekannt als M87* (Event Horizon Telescope Collaboration, 2019). Das Schwarze Loch hat eine Masse von etwa 6,5 Milliarden Sonnenmassen und ist eines der größten bekannten Schwarzen Löcher.[6] Im April 2019 veröffentlichte das Event Horizon Telescope (EHT) das erste direkte Bild eines Schwarzen Lochs, das M87* zeigte, und bot damit eine beispiellose Visualisierung dieses faszinierenden kosmischen Phänomens.[6]

Der Jet von M 87

Ein weiteres auffälliges Merkmal von M 87 ist der relativistische Jet, der aus dem zentralen Schwarzen Loch entspringt. Ein Jet ist ein schmaler und gerichteter Strom aus Plasma und energiereichen Teilchen, der sich mit hohen Geschwindigkeiten aus einem zentralen astrophysikalischen Objekt, wie einem supermassereichen Schwarzen Loch, Neutronensternen oder jungen Sternen, ausbreitet.[7] Die Geschwindigkeiten in solchen Jets können annähernd Lichtgeschwindigkeit erreichen, was sie zu den am schnellsten bewegten Objekten im Universum macht.

Die Entstehung von Jets ist immer noch ein aktives Forschungsgebiet, aber es wird allgemein angenommen, dass sie auf die Wechselwirkung zwischen Akkretionsscheiben um das zentrale Objekt und Magnetfeldern zurückzuführen sind.[8] In dem Fall eines supermassereichen Schwarzen Lochs zieht das Schwarze Loch Materie aus seiner Umgebung an, die in einer rotierenden Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch herum gesammelt wird. Die Magnetfelder, die mit dieser Materie verbunden sind, werden in das Zentrum des Schwarzen Lochs hineingezogen und verdreht, wodurch sie Energie aus der Rotation des Schwarzen Lochs und der Akkretionsscheibe extrahieren können.[9] Diese Energie wird dann in Form von Jets entlang der Rotationsachse des Schwarzen Lochs ausgestoßen.

Die genauen Prozesse, die zur Bildung und Beschleunigung von Jets führen, sind noch nicht vollständig verstanden. Die Erforschung von Jets und ihre Beobachtung in verschiedenen astrophysikalischen Kontexten, wie im Fall des Jets in der elliptischen Riesengalaxie M 87, trägt dazu bei, unser Verständnis dieser faszinierenden Phänomene zu erweitern.

Der Jet von M 87 erstreckt sich über 5.000 Lichtjahre und besteht aus Materie, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen wird.[10] Die Entstehung des Jets ist auf die Wechselwirkung zwischen dem supermassereichen Schwarzen Loch und der umgebenden Materie zurückzuführen, was zu einer enormen Energiemenge führt, die in Form von Jets freigesetzt wird.[11] Die Beobachtung und Untersuchung von Jets wie dem von M 87 trägt zum Verständnis der Physik von supermassereichen Schwarzen Löchern und ihrer Wechselwirkungen mit ihrer Umgebung bei.

M 87 im Virgo-Galaxienhaufen

M 87 ist die dominante Galaxie im Virgo-Galaxienhaufen, der aus etwa 2.000 Galaxien besteht und etwa 65 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist.[12] Als massereichste Galaxie im Haufen hat M 87 einen großen Einfluss auf die Dynamik und Entwicklung des Haufens. Die Anziehungskraft von M 87 zieht kontinuierlich benachbarte Galaxien an und verschmilzt mit ihnen, was zur weiteren Zunahme ihrer Masse und Größe führt.[13]

Siehe auch

Messier 87 - Artikel in der deutschen Wikipedia

Weblinks

Commons: Messier 87 - Weitere Bilder oder Audiodateien zum Thema

Einzelnachweise

  1. Eventhorizontelescope.org/
  2. Messier, C. (1781). Catalogue des Nébuleuses et des Amas d'Étoiles. Connaissance des Temps pour l'année 1784, 227-267.
  3. 3,0 3,1 NASA/ESA. (2021). HubbleSite - NewsCenter - Hubble Observes the Core of Messier 87 (01/05/2021 - Release ID: STScI-2021-01). Abgerufen am 21. April 2023 von https://hubblesite.org/contents/news-releases/2021/news-2021-01.html
  4. Boylan-Kolchin, M. (2018). The History of the Galaxy-Halo Connection. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 56, 435-487.
  5. Davies, J. I., Davies, L. J. M., & Keenan, O. C. (2019). The H-alpha emitting fraction of M 87. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 486(1), 1404-1410.
  6. 6,0 6,1 EHT Collaboration. (2019). First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole. The Astrophysical Journal Letters, 875(1), L1.
  7. Pudritz, R. E., Hardcastle, M. J., & Gabuzda, D. C. (2012). Magnetic Fields and Jets in Galactic Nuclei and Microquasars. Space Science Reviews, 169(1-4), 27-72.
  8. Zhang, B. (2011). Astrophysical Jets Driven by the Magneto-Centrifugal Mechanism. International Journal of Modern Physics D, 20(6), 953-979.
  9. Blandford, R. D., & Znajek, R. L. (1977). Electromagnetic extraction of energy from Kerr black holes. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 179(3), 433-456.
  10. NASA/CXC. (2021). Chandra Reveals The Energetic Core of the M87 Galaxy. Abgerufen am 21. April 2021 von https://chandra.harvard.edu/photo/2021/m87/
  11. Biretta, J. A., Sparks, W. B., & Macchetto, F. (1999). Hubble Space Telescope Observations of Superluminal Motion in the M87 Jet. The Astrophysical Journal, 520(2), 621-630.
  12. Binggeli, B., Sandage, A., & Tammann, G. A. (1985). Studies of the Virgo Cluster. II - A catalog of 2096 galaxies in the Virgo Cluster area. The Astronomical Journal, 90, 1681-1759.
  13. McConnachie, A. W. (2012). The Observed Properties of Dark Matter on Small Spatial Scales. The Astronomical Journal, 144(1), 4.