LOFAR Bilder von kosmischen Radio-Monstern

3. März 2020, von FB Physik

Foto: LOFAR/UHH/MIN/de Gasperin

"Pareidolie" bringt Menschen dazu, Formen in Wolken oder Gesichter in leblosen Objekten zu sehen. Das Bild zeigt vier kosmische Radioquellen, mit denen man mit etwas Fantasie auch ein gruseliges Monster assoziieren könnte. Um diesen Effekt zu erzielen, wurden die Quellen im Vergleich zu ihrer wahren Position am Himmel neu angeordnet, aber ihre scheinbaren Größen wurden beibehalten.

In gewissem Sinne sind diese Quellen jedoch echte Monster. Sie sind die vier hellsten Radioquellen am nördlichen Himmel und wurden nach den Stern-Konstellationen benannt, in denen sie gefunden wurden, gefolgt von einem Buchstaben.  Es sind: Cassiopeia A (oben links), Taurus A (oben rechts), Cygnus A (Mitte) und Virgo A (unten).

Man nennt sie auch "A-Team", nach einer US-Fernsehserie aus den 80er-Jahren. Die Natur dieser Quellen ist unterschiedlich. Die Augen des Monsters (Cassiopeia A und Taurus A) sind zwei Supernova-Überreste: die Überreste der Explosionen zweier Sterne in unserer eigenen Galaxie. Das teuflische Auge im Zentrum von Taurus A ist der Pulsar im Zentrum des Krebsnebels. Die Nase des Monsters, Cygnus A, ist eine extrem mächtige Radiogalaxie in 600 Millionen Lichtjahren Entfernung, deren längliche Ausflüsse von Jets energetischer Teilchen angetrieben werden, die sich in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs bilden. Das Maul des Monsters (Virgo A) ist eine ausgedehnte Struktur (größer als eine ganze Galaxie), die ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie M87 umgibt. Es ist das berühmte Schwarze Loch, von dem das Event Horizon Telescope kürzlich das erste Bild eines Schwarzen Loches überhaupt aufgenommen hat. Diese vier Radioquellen sind altbekannt, aber dies ist das erste Mal, dass scharfe Bilder bei extrem langen Wellenlängen von 5 Metern aufgenommen wurden. Diese Wellenlängen liegen nahe bei den längsten Wellenlängen, die überhaupt mit Instrumenten auf der Erdoberfläche empfangen werden können. Was heißt es aber, eine Quelle bei "langen Wellenlängen" zu sehen? Während wir den Himmel mit bloßem Auge direkt beobachten und dabei elektromagnetische Strahlung bei sichtbaren Wellenlängen einfangen, emittieren einige kosmische Quellen auch (oder nur) bei ganz anderen Wellenlängen, von Radiowellen bis zu Gammastrahlen. Um Radiobilder zu erstellen, müssen Astronomen den optischen Teleskopen ähnliche Radioteleskope verwenden. Sie erzeugen damit Bilder, die Strukturen einer Quelle so zeigen, als wenn man "radioempfindliche" Augen hätte.

Die zur Erstellung des Radio-Monsters verwendeten Bilder wurden mit dem Low Frequency Array (LOFAR) aufgenommen, einem europaweiten Radioteleskop, das aus 52 Stationen in 8 verschiedenen Ländern (Niederlande, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Polen, Schweden, Lettland, Irland und bald auch Italien) besteht und von einem Supercomputer in Groningen (NL) gesteuert wird.

Quelle: de Gasperin et al. A&A in press (https://arxiv.org/abs/2002.10431)