Die Galaxie Messier 87 im Röntgenlicht und Radiowellen
© Röntgen: (NASA/CXC/KIPAC/N. Werner, E. Million et al); Radiowellen: (NRAO/AUI/NSF/F. Owen)
(Ausschnitt)
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An eine Vulkaneruption erinnert der Anblick des Inneren der elliptischen Riesengalaxie Messier 87 im Herzen des Virgo-Galaxienhaufens im Sternbild Jungfrau. Riesige Mengen an heißem Gas entweichen vom extrem massereichen Schwarzen Loch im Zentrum von Messier 87 und bahnen sich ihren Weg durch das umgebende intergalaktische Medium. Sie treten nur im Röntgenlicht und im Bereich der Radiowellen deutlich hervor. Im sichtbaren Licht erscheint Messier 87 im Amateurteleskop dagegen als ein leicht gelblicher Ball aus Milliarden von Sternen, der ausgesprochen friedlich wirkt.

Die Galaxie Messier 87 im Röntgenlicht und Radiowellen
© Röntgen: (NASA/CXC/KIPAC/N. Werner, E. Million et al); Radiowellen: (NRAO/AUI/NSF/F. Owen)
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Messier 87 befindet ist die größte und massereichste Galaxie des Virgo-Galaxienhaufens, einer Ansammlung von rund hundert Welteninseln, die sich in einem rund neun Millionen Lichtjahre langen, etwa zigarrenförmigen Bereich des Himmels in den Sternbildern Jungfrau und Haar der Berenike tummeln. M 87 befindet sich rund 50 Millionen Lichtjahre von uns entfernt im Zentrum des Haufens und ist rund 120 000 Lichtjahre groß. Ihre feinsten Ausläufer erstrecken sich bis zu einer halben Million Lichtjahre.

Die Galaxie Messier 87 im Röntgenlicht
© NASA/CXC/KIPAC/N. Werner, E. Million et al.
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Im Gegensatz zu unserem Milchstraßensystem besitzt M 87 keine Spiralarme, sondern ist eher kugelförmig, womit sie zu den "elliptischen Galaxien" gehört. Sie enthält bis zu 2,7 Billionen Sonnenmassen an Sternen. Zum Vergleich: Unser Milchstraßensystem wird auf etwa 200 Milliarden Sonnenmassen an Sternen geschätzt, käme also nur auf etwa sieben Prozent der Masse von M 87.

Die Galaxie Messier 87 im Radiowellenbereich
© NRAO/AUI/NSF/F. Owen
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Ihre gelbliche Farbe belegt, dass sie überwiegend aus älteren Sternen mit Massen um eine Sonnenmasse besteht und dass in ihr kaum noch Sternentstehung stattfindet. Daher gibt es in ihr kaum noch kurzlebige massereiche Sterne, die wegen ihrer hohen Oberflächentemperaturen in einem bläulichen Licht leuchten. Das meiste der ursprünglich vorhandenen Mengen an Gas und Staub wurde bereits in Sterne umgewandelt oder aus der Galaxie durch Sternwinde herausgeblasen.

Die Galaxie Messier 87 im sichtbaren Licht
© NASA
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Allerdings gilt diese Ruhe nur für ihren sichtbaren Außenbereich. Im Bereich der Radiowellen und der energiereichen Röntgenstrahlung wandelt sich das Bild von M 87 drastisch. Die im sichtbaren Licht so dominanten Sterne treten völlig zurück, dabei komm das aktive Zentrum in M 87 umso besser zur Geltung. In ihm befindet sich ein extrem massereiches Schwarzes Loch mit mehreren Milliarden Sonnenmassen, das stetig große Mengen an Materie verschluckt.

Da diese aber einen gewissen Drehimpuls aufweist, kann sie nicht auf geradem Weg in das Schwarze Loch fallen, sondern spiralt in einer Scheibe um das Schwarze Loch langsam in dieses hinein. In dieser Akkretionsscheibe werden durch Reibung und Magnetfelder enorme Energiemengen freigesetzt, so dass der Innenbereich extrem hell leuchtet. Zudem wird ein Teil der heißen Materie in Richtung der beiden Pole des Magnetfelds mit hoher Geswindigkeit ins All befördert, wobei so genannte bipolare Jets entstehen.

Diese wechselwirken mit dem intergalaktischen Medium des Virgo-Haufens, wobei sich Stoßwellen ausbilden. Im beistehenden Bild ist sie mit gelben Strichen hervorgehoben. Im Zentrum befindet sich das Schwarze Loch, dessen Jets hell hervortreten, darüber schließt sich eine "Eruptionswolke" an, wo das Schwarze Loch vor etwa elf Millionen Jahren einige hundert Millionen Sonnenmassen an Gas ausgetoßen hat, so ein Forscherteam um Evan Million an der Stanford University. Die große Stoßwelle geht auf einen Ausbruch vor rund 150 Millionen Jahren zurück.

Die jüngere Ausbruchswolke leuchtet wegen ihrer hohen Temperatur hell im Röntgenlicht und ist auf den Blidern in blau dargestellt. Das Röntgenbild wurde vom Forschungssatelliten Chandra abgelichtet. Im Radiowellenbereich, hier rot wiedergegeben, strahlen vor allem Elektronen, die sich in Magnetfeldern bewegen die so genannte Synchrotron-Strahlung ab. Die Radiokarte wurde mit dem Very Large Array in New Mexico aufgenommen.

Tilmann Althaus