M85-HCC1, M60-UCD1 und M59-UCD3

Komische Überschrift mag mancher denken. Aber ist ist trotzdem interessant, es geht um die dichtesten bekannten Galaxien, sogenannte “Ultra Compact Dwarfs, (UCDs)”. Sie wurde lange nicht beachtet, nicht weil sie zu selten oder zu schwierig zu beobachten sind, sie fielen einfach durchs Raster,  nach ihnen wurde bis vor ca. 10 Jahren nicht gesucht! Sie passten zu keiner Objektklasse,  als Kugelsternhaufen waren sie beispielsweise in den beobachteten Distanzen zu hell …

Details finden sich in einem Paper von M.A. Sandoval , 2015 July 20. (Link am Ende des Beitrags)

Ich zeige zunächst Bilder der Mutter-Galaxien, die ich im vergangenen Jahr und in 2016 gemacht habe.

Das folgende Bild zeigt die ziemlich demolierte Galaxie M85, sowie die dicht bei ihr liegende schöne Spirale NGC4394. Wie die folgenden beiden auch, beträgt ihre Distanz ca. 60 Millionen Lj, sie gehören zum Virgo-Galaxienhaufen. Das gestörte Aussehen von M85 resultiert vermutlich zu einerem kleineren Teil aus einer Wechselwirkung der beiden, zum grösseren Teil auf dem vor einiger Zeit erfolgten Zusammenstoß und der anschliessenden Verschmelzung mit einer anderen Galaxie.

M85 und NGC4394 in Virgo. 16"-RC, Nikon D800, 31 Bilder a 600s bei ISO400, 12" Newton f/6 Bilder aus 2016, Canon 40D, 18 Bilder a 600s bei ISO800.
M85 und NGC4394 in Virgo. 16″-RC, Nikon D800, 31 Bilder a 600s bei ISO400, 12″ Newton f/6 Bilder aus 2016, Canon 40D, 18 Bilder a 600s bei ISO800.
Galaxien M60 und NGC4647 links, M59 rechts im Bild. In der Mitte unten NGC4638. 16"RC @ f/5.6, Nikon D800 @ ISO400, 24 Bilder zu je 10min. Die Galaxien gehören ebenfalls zum Virgo-Haufen.
Galaxien M60 und NGC4647 links, M59 rechts im Bild. In der Mitte unten NGC4638. 16″RC @ f/5.6, Nikon D800 @ ISO400, 24 Bilder zu je 10min. Die Galaxien gehören ebenfalls zum Virgo-Haufen.

Zur Beschreibung der kompakten Objekte in den Galaxien habe ich den Abstract der oben erwähnten Arbeit übersetzt:

“Motiviert durch die jüngste, zufällige Entdeckung der dichtesten bekannten Galaxie, M60-UCD1, präsentieren wir zwei erste
Ergebnisse einer Nachfolgesuche mit Hilfe der Sloan Digital Sky Survey, Subaru/Suprime-Cam und Hubble Space Teleskopen und der SOuthern Astrophysical Research (SOAR)/Goodman-Spektroskopie.

Die elliptische Galaxie M60 und die benachbarte Spirale NGC4647. An der bezeichneten Stelle findet sich M60-UCD1, der unverdauliche Kern einer Galaxie, die vor einigen Milliarden Jahren von M60 eingefangen, zerrissen und verschluckt wurde. 160 Lj im Durchmesser, 140 Millionen Sonnenmassen schwer, 100 Sterne pro Kubik-Lj, eigenes Schwarzes Loch (5x schwerer als das unsrer Milchstraße), das vermutlich das Überleben gesichert hat. M60 selber beherbergt ein schwarzes Loch, das mit 4.5 Milliarden Sonnemassen, dem weltberühmten Monster in M87 (6.5 Milliarde) ziemlich nahe kommt.
Die elliptische Galaxie M60 und die benachbarte Spirale NGC4647. An der bezeichneten Stelle findet sich M60-UCD1, der unverdauliche Kern einer Galaxie, die vor einigen Milliarden Jahren von M60 eingefangen, zerrissen und verschluckt wurde. 160 Lj im Durchmesser, 140 Millionen Sonnenmassen schwer, 100 Sterne pro Kubik-Lj, eigenes Schwarzes Loch (5x schwerer als das unsrer Milchstraße), das vermutlich das Überleben gesichert hat. M60 selber beherbergt ein schwarzes Loch, das mit 4.5 Milliarden Sonnemassen, dem weltberühmten Monster in M87 (6.5 Milliarde) ziemlich nahe kommt.

Das erste entdeckte Objekt, M59-UCD3, hat eine ähnliche Größe wie M60-UCD1 (Halblichtradius von rh ~ 20 pc), ist aber 40% heller (MV ~ -14,6) und ist damit die neue dichteste bekannte Galaxie.

M59 mit M59-UCD3, markiert durch den Strich links. Rechts das im Paper erwähnte Objekt M59cO.
M59 mit M59-UCD3, markiert durch den Strich links. Rechts das im Paper erwähnte Objekt M59cO.

Die zweite, M85-HCC1, hat eine Größe wie ein typischer Kugelsternhaufen (GC; rh ~ 1,8 pc), ist aber viel leuchtkräftiger (MV ~ -12,5).
Dieser hyperkompakte Haufen ist bei weitem das dichteste bestätigte frei schwebende Sternsystem und entspricht den dichtesten bekannten Kugel-sternhaufen.

M85 und NGC4394, sowie M85-HCC1 an der markierten Stelle.
M85 und NGC4394, sowie M85-HCC1 an der markierten Stelle.

Aus der Spektroskopie wissen wir, dass beide Objekte relativ jung sind (~9 bzw. ~3 Gyr), mit Metallhäufigkeiten, die denen von Galaxiezentren ähneln. Ihre Wirtsgalaxien zeigen deutliche Anzeichen von großräumigen Störungen.

Wir schließen daraus, dass es sich bei diesen dichten Objekten um die Überreste von kürzlich akkretierten Galaxien handelt.

M59-UCD3 ist ein ideales Ziel für die Verfolgung mit hochauflösender Bildgebung und Spektroskopie, um nach einem übergewichtigen
zentralen supermassiven schwarzen Loch zu suchen, wie es in M60-UCD1 entdeckt wurde. Diese Ergebnisse unterstreichen auch den potenziellen
Wert von ultrakompakten Zwergen und massereichen GCs als Indikatoren für die Entstehungsgeschichte von Galaxien.”

Es gibt zahlreiche Hinweise, dass zentrale, massive Schwarze Löcher, als weitere Relikte von “tidally stripped” UCD-Vorläufergalaxien, für ungewöhnliche Messwerte verantwortlich sind.

M.A. Sandoval, The Astrophysical Journal Letters, Volume 808, Article L32, 2015

Verfügbare Literatur zu diesen sowie weiteren UCD-Objekten.

THE BLACK HOLE IN THE MOST MASSIVE ULTRACOMPACT DWARF GALAXY M59-UCD3

Isolated compact elliptical galaxies:Stellar systems that ran away

A Supermassive Black Hole in anUltracompact Dwarf Galaxy