Neue astronomische Megamaser entdeckt

Als Megamaser bezeichnen Astronomen extra­galaktischer Maser mit einer Leucht­kraft, die über eine Million Mal höher ist als die galaktischer Maser. Die exotischen Strahlungs­quellen haben sich zu einem wichtigen astrophysi­kalischen Werkzeug entwickelt. So eignen sich Wasser-Megamaser besonders gut zur Untersuchung von Akkretions­scheiben in aktiven Galaxien­kernen, während OH-Maser Aufschluss über in dichte Staubwolken eingebettete Starbursts – also die explosions­artige Entstehung neuer Sterne – in ultra­leucht­kräftigen Infrarot-Galaxien geben.

Der mögliche Nutzen der Megamaser hängt von dem Molekül ab, das die Emission stimuliert. Seit der Entdeckung des ersten OH-Megamasers in der Galaxie Arp 220 im Jahr 1982 konnten die Astronomen jedoch lediglich zwei weitere Arten aufspüren: Wasser- und Formaldehyd-Megamaser. Im Gegensatz dazu kennen die Forscher in der Milchstraße auch natürliche Maser auf der Basis von Siliziumoxid und Methanol. Megamaser auf Basis dieser Moleküle würden den Astronomen weitere Möglichkeiten zur Untersuchung aktiver Galaxien­kerne bieten, insbesondere mit dem neuen Atacama Large Millimeter/Submil­limeter Array ALMA.

Dem sind die Wissenschaftler nun einen großen Schritt näher gekommen. Junzhi Wang vom Astrono­mischen Observa­torium Schanghai und seine Kollegen gelang es, mit dem dreißig Meter großen Millimeter­wellen-Teleskop des IRAM in Spanien mit einer Signifikanz von fünf Sigma sowohl Silizium­oxid- als auch Formaldehyd-Megamaser in der Galaxie NGC 1068 nachzuweisen. Das Team stieß bei der Auswertung der bereits im Dezember 2011 durchgeführten Beobachtungen auf einen SiO-Übergang, der in der Milchstraße ausschließlich als Maser und nicht als thermische Emission vorkommt. Zudem spricht nach Ansicht der Forscher die extrem geringe Linien­breite (FWHM) von 1,5 km/s für eine stimulierte Emission.

Weniger sicher sind sich Wang und seine Kollegen bei der Form­aldehyd-Strahlung: Die aufgespürten Übergänge kommen in der Milch­straße beispielsweise in der Stern­entstehungs­region im Orion auch als thermische Strahlung vor. Allerdings spricht sowohl das Verhältnis der Linien­stärken als auch eine geringe Linien­breite wiederum dafür, dass die Formaldehyd-Emission in NGC 1068 zumindest nicht vollständig thermisch sein kann.

NGC 1068 wäre damit die bislang einzige Galaxie, die Megamaser mehrerer Moleküle – Wasser, Siliziumoxid und Formaldehyd – beherbergt. Wang und seine Kollegen vermuten, dass die SiO-Emission aus einer Staubscheibe um das zentrale schwarze Loch der Galaxie stammt. Der Formaldehyd-Megamaser dagegen befindet sich vermutlich in der Front einer Stoßwelle, die sich vom aktiven Galaxien­kern aus im inter­stellaren Medium ausbreitet. Wie die Forscher betonen, bieten die Megamaser die Möglich­keit, einer­seits Rück­kopplungs­effekte in der aktiven Galaxie mit hoher Auflösung zu untersuchen und anderer­seits die Masse des super­masse­reichen schwarzen Lochs von NGC 1068 zu bestimmen. Vor solchen anspruchs­vollen Anwendungen steht allerdings die unabhängige Bestätigung dieser – vom Team als vorläufig dekla­rierten – Entdeckungen.

Rainer Kayser

OD