Nur wenige Wochen nach der Inbetriebnahme des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA im Jahr 1999 zeigte das Teleskop auf Centaurus A (kurz Cen A). Diese Galaxie, in einer Entfernung von etwa 12 Millionen Lichtjahren von der Erde, enthält einen gigantischen Strahl, der von einem zentralen supermassiven Schwarzen Loch wegstrahlt.
Seitdem hat Chandra seine Aufmerksamkeit auf diese Galaxie gelenkt und jedes Mal mehr Daten gesammelt. Und wie ein altes Familienfoto, das digital restauriert wurde, bieten neue Verarbeitungstechniken Astronomen einen neuen Blick auf diesen alten galaktischen Freund.
Dieses neue Bild von Cen A enthält Daten aus Beobachtungen, die mehr als neuneinhalb Tagen Zeit zwischen 1999 und 2012 entsprachen. In diesem Bild sind die Röntgenstrahlen mit der niedrigsten Energie, die Chandra erkennt, rot, während die Röntgenstrahlen mit der mittleren Energie grün und die Röntgenstrahlen mit der höchsten Energie blau sind.Wie in allen Bildern von Chandra von Cen A zeigt auch dieses den spektakulären Strahl ausströmenden Materials – von der Mitte nach oben links gerichtet -, der vom riesigen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie erzeugt wird. Diese neue hochenergetische Momentaufnahme von Cen A zeigt auch eine Staubbahn, die sich um die Taille der Galaxie schlängelt. Astronomen glauben, dass dieses Merkmal ein Überbleibsel einer Kollision ist, die Cen A vor Millionen von Jahren mit einer kleineren Galaxie erlebte.
Die Daten in Chandras umfangreichem Archiv auf Cen A bieten eine reichhaltige Ressource für eine breite Palette wissenschaftlicher Untersuchungen. Zum Beispiel veröffentlichten Forscher 2013 Ergebnisse zu den punktförmigen Röntgenquellen in Cen A. Die meisten dieser Quellen sind Systeme, in denen ein kompaktes Objekt – entweder ein Schwarzes Loch oder ein Neutronenstern – Gas aus einem umlaufenden Begleitstern zieht. Diese kompakten Objekte entstehen durch den Kollaps massereicher Sterne, wobei Schwarze Löcher aus schwereren Sternen als Neutronensternen resultieren.Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass fast alle der kompakten Objekte Massen hatten, die in zwei Kategorien fielen: entweder weniger als doppelt so groß wie die Sonne oder mehr als fünfmal so massiv wie die Sonne. Diese beiden Gruppen entsprechen Neutronensternen und Schwarzen Löchern.
Diese Massenlücke könnte Aufschluss darüber geben, wie massereiche Sterne explodieren. Wissenschaftler erwarten eine Obergrenze für die massereichsten Neutronensterne, bis zu der doppelten Masse der Sonne. Rätselhaft ist, dass die kleinsten Schwarzen Löcher etwa das Fünffache der Sonnenmasse wiegen. Es wird beobachtet, dass Sterne einen kontinuierlichen Massenbereich haben, und so würden wir in Bezug auf das Gewicht ihrer Nachkommen erwarten, dass Schwarze Löcher dort weitermachen, wo Neutronensterne aufgehört haben.Obwohl diese Massenlücke zwischen Neutronensternen und Schwarzen Löchern in unserer Galaxie, der Milchstraße, beobachtet wurde, liefert dieses neue Cen A-Ergebnis erste Hinweise darauf, dass die Lücke in weiter entfernten Galaxien auftritt. Wenn es sich als allgegenwärtig herausstellt, kann dies bedeuten, dass bei einigen Supernovaexplosionen ein spezieller, schneller Sternkollaps erforderlich ist.
Die hier beschriebenen Ergebnisse wurden in der Ausgabe vom 1. April 2013 des Astrophysical Journal veröffentlicht und sind online verfügbar. Mark Burke leitete die Arbeit, als er an der Universität von Birmingham in Großbritannien war, und er ist jetzt am Institut de Recherche en Astrophysique et Planetologie in Toulouse, Frankreich. Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Ala. leitet das Chandra-Programm für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Das Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts., steuert Chandras Wissenschafts- und Flugbetrieb.
