Techniklexikon

Radiogalaxien

Astronomie und Astrophysik, extragalaktische Sternsysteme, deren Strahlungsleistung im Radiofrequenzbereich zwischen etwa 10³⁴ und 10³⁸ W beträgt und damit die Radiostrahlung gewöhnlicher Galaxien, die bei etwa 10³² W liegt, um mehrere Grössenordnungen übertrifft. Die Strahlung kommt jedoch nicht aus den Galaxien selbst, sondern aus zwei blasenähnlichen Wolken, die meist symmetrisch zum Galaxienkern angeordnet sind sowie aus einem oder zwei Strahlen, sogenannten Jets. Sie gehen vom Galaxienkern aus und enden in den Radioblasen, auch Lobes genannt. Das Spektrum der Radiostrahlung lässt auf Synchrotronstrahlung als wesentlichen Mechanismus schliessen. Es wird heute vermutet, dass sich im Innern der Jets Elektronen und eventuell Positronen bewegen, die in Magnetfeldern beschleunigt werden und Energien zwischen 10⁴⁸ und 10⁵³ J besitzen. Es liess sich zeigen, dass die Teilchen mit einigen zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit in den Lobes eintreffen.

In den meisten Fällen weist die Doppelstruktur der Radioblasen eine Symmetrie zur Galaxie auf. Es gibt aber auch asymmetrische Radiogalaxien, in denen der Jet stark verbogen ist und die Radioblasen asymmetrisch zum Galaxienzentrum liegen. Dies wird im allgemeinen darauf zurückgeführt, dass sich die Galaxien mit hoher Geschwindigkeit bewegen und die Jets durch Wechselwirkung mit der intergalaktischen Materie verbogen werden. In vielen Fällen ist auch nur ein Jet erkennbar. Dies wird damit erklärt, dass die relativistischen Elektronen die Synchrotronstrahlung in einem engen Kegel in Bewegungsrichtung abstrahlen. Dann ist nur derjenige Jet nachweisbar, der auf die Erde zuweist.

Die Abstände der Radioblasen können am Himmel bis zu einige Grad betragen und real einen Abstand bis zu 1 Mpc erreichen.

In den meisten Fällen handelt es sich bei den Zentralkörpern um elliptische Galaxien häufig um besonders massereiche Exemplare dieses Typs. Als Quelle der zentralen Aktivität wird ein Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie angenommen, das von einer Staubscheibe umgeben ist. Senkrecht zur Scheibenebene schiessen die Jets heraus.

Als Prototyp der Radiogalaxien gilt die bereits 1946 entdeckte elliptische Galaxie Cygnus A. Dieses 200 Mpc entfernte System weist eine Radioleuchtkraft von 1,6 × 10³⁸ W auf und ist die zweithellste Radioquelle am Himmel.

Radiogalaxien: Falschfarbendarstellung der Radiogalaxie Cygnus A, aufgenommen im Radiobereich mit dem Very Large Array, New Mexico. (Foto: NRAO/VLA)