Radiogalaxie, Rotverschiebung
Radiogalaxie
Galaxien die außergewöhnlich starke Radiostrahlung ausstrahlen werden Radiogalaxien genannt. Diese Strahlung ist oft um das millionenfache höher als das der gewöhnlichen Galaxien wie etwa unserer Milchstraße. Diese Strahlung stammt nicht von den Sternen der Galaxie sondern von Jets und Lobes, die von einem supermassereichen Schwarzen Loch in ihrem Zentrum ausgestoßen werden.
Jede Radiogalaxie besitzt im Kern ein supermassereiches schwarzes Loch das Millionenfach oder sogar Milliarden Mal massereicher sein kann als unsere Sonne. Da das Schwarze Loch Materie aus seiner Umgebung verschlingt entstehen gewaltige Energiemengen die zum Teil in Form von zwei gebündelten Jets freigesetzt werden und die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus dem Zentrum der Galaxie schießen.
Die Jets bestehen aus Teilchen die von Magnetfeldern beschleunigt werden. Sie strahlen in entgegengesetzte Richtungen und reichen oft Millionen von Lichtjahren ins All. Wenn die Jets auf das intergalaktische Medium treffen, bilden sie riesige Lobes, die wie gigantische Blasen aussehen. Diese Lobes sind die Hauptquelle der Radiostrahlung, die wir von Radiogalaxien empfangen.
Es gibt je nach Struktur und Stärke Ihrer Radiostrahlung verschiedene Typen von Galaxien.:
FR-I-Galaxien: Diese Galaxien haben schwache Jets und helle Lobes.
FR-II-Galaxien: Diese Galaxien haben starke Jets und helle Hotspots an den Enden der Lobes.
Radiogalaxien spielen für die Forschung eine große Rolle denn sie helfen uns die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und supermassereichen Schwarzen Löchern besser zu verstehen und geben uns Einblick in die Verteilung von Materie und Energie im Universum . Die Beobachtung von Radiogalaxien bei verschiedenen Rotverschiebungen ermöglicht es uns, die Entwicklung dieser Objekte im Laufe der kosmischen Zeit zu verfolgen und so ein umfassenderes Bild ihrer Rolle im Universum zu erhalten.
Rotverschiebung
Die Rotverschiebung beschreibt die die Verschiebung von Lichtwellen im Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Bewegt sich eine Lichtquelle von einem Beobachter weg werden die Lichtwellen gestreckt, was bedeutet, das die Wellenlänge länger wird. Da rotes Licht eine längere Wellenlänge hat als blaues Licht erscheint das Licht einer sich entfernenden Quelle rötlicher. In den blauen Bereich eines Spektrums werden Wellen verschoben wenn sie sich auf den Beobachter zubewegen und gestaucht werden.
Die Rotverschiebung basiert auf dem sogenannten Dopplereffekt ein Ereignis das auch bei Schallwellen besteht. Bewegt sich ein Auto auf einen Beobachter zu wird der Schall höher und umgekehrt, wenn es sich wegbewegt, wird der Schall tiefer. Das gleiche Prinzip gilt für Lichtwellen. Christian Andreas Doppler, ein österreichischer Mathematiker und Physiker entdeckte das Prinzip und war der Namensgeber.
In der Kosmologie wird die Rotverschiebung nicht nur durch die sich bewegenden Galaxien verursacht sondern durch die Expansion des Universums selber. Während sich das Universum ausdehnt wird der Abstand zwischen den Galaxien größer was bewirkt das die Lichtwellen von fernen Galaxien gestreckt werden was zu einer Rotverschiebung führt.
Die Rotverschiebung ist ein grundlegendes Werkzeug in der Astronomie da sie uns ermöglicht Entfernungen im All zu messen. Je größer die Rotverschiebung desto weiter ist ein Objekt entfernt. Sie gibt uns Auskunft darüber, wie schnell sich Galaxien von uns entfernen so das über die Expansion des Universums allgemein Aussagen möglich sind. Das Licht von sehr weit entfernten Galaxien, die eine hohe Rotverschiebung aufweisen, wurde vor Milliarden von Jahren ausgesandt. Indem wir dieses Licht untersuchen, können wir Einblicke in das frühe Universum gewinnen.
In den 1920er Jahren beobachtete Edwin Hubble die Rotverschiebung von Galaxien und konnte so beweisen das das Universum expandiert. Er stellte fest das die meisten Galaxien sich von uns wegbewegen und dass die Geschwindigkeit, mit der sie sich entfernen, proportional zu ihrer Entfernung ist. Seine Forschungen untermauerten auch die Urknalltheorie von
Georges Edouard Lemaître.
