Als ich noch „bildlich“ unterwegs war, hatte ich vor 20 Jahren (unglaublich😊) das wechselwirkende Galaxienpaar NGC 3226 und NGC 3227 im Löwen aufgenommen, das auch als Arp 94 katalogisiert ist.
Aber nun zur Spektroskopie der zwei Galaxien. Ich wollte beide an einem Abend aufnehmen – und so habe ich für beide je 3 * 900 s Einzelspektren erstellt. Das Ergebnis sind die zwei Spektralprofile (hier habe ich kein Kontinuum abgezogen, ihr seht das „rohe Profil“ – auch die CMOS Response ist noch nicht eingerechnet, da diese bei meiner Kamera durch ihre Blau-Schwäche ein starkes Rauschen im kurzwelligen Bereich erzeugen würde).
Und damit man die Linien besser sehen kann, habe ich noch für beide Galaxien-Spektren einen Low-Pass-Gaussfilter angewendet.
Man sieht bei NGC 3227 den Seyfert-1.5-Typ – hier stehen die Emissionslinien Hb, [OIII] und [NII], Ha und [SII] deutlich auf dem Kontinuum. Deren aktiver Kern ist fast direkt sichtbar und zeigt sich in den sehr breiten Wasserstoff-Emissionslinien (Stichwort Broad Line Region – mit Linienbreiten im von mehreren 1000 km/s).
Aber auch die lichtschwächere E2-Galaxie NGC 3226, die zum Galaxienpaar gehört, zeigt auch (etwas) Aktivität in Form von Ha- und [SII]- Emissionslinien. Dazu kommen in ihrem Profil Absorptionslinien, die auf ältere Sternpopulationen im Kern hinweisen.
Interessant wird es nun, wenn man die Lage der Linien genauer betrachtet und deren Rotverschiebungen misst. Normalerweise erreiche ich mit meinem Setup Genauigkeiten von etwa 1 % im Vergleich zu Literaturwerten.
Was ich feststelle, ist, dass die „optische Rotverschiebung der Kerne“, wie ich sie messe, im Mittel bei beiden bei etwa 950 km/s liegt.
Diese weicht aber teilweise deutlich von den SIMBAD und NED Angaben ab. Dazu kommt, dass die Linienmessungen selbst auch streuen – man kann vermuten, dass die Entstehungsorte der einzelnen Linien mit anderen Geschwindigkeiten behaftet sind. Wobei man auch vorsichtig sein muss, wenn es Blends gibt, also Mischungen von Linien, da meine Auflösung von rund R = 1000 keinen genaueren Blick zulässt.
Was aber über die Fehlergrenzen hinausgeht, ist die Abweichung von Geschwindigkeiten des neutralen Wasserstoffs im Radiobereich. Diese Werte liegen deutlich höher und das kann ein Zeichen dafür sein, dass es Ströme aus neutralen Wasserstoff gibt, die eine andere Dynamik als die Kerne besitzen.
Es gibt Artikel zur Wechselwirkung und zu den „Umlauf-Orbits“, die man in tiefen Aufnahmen sehen kann – diese wären eine Ursache für „verlorenes neutrales Wasserstoffgas“. Die 200 … 300 km/s großen Geschwindigkeitsunterschiede passen zu den handelsüblichen Bahngeschwindigkeiten wen sich Galaxien umlaufen. Schaut man auf die tiefen Aufnahmen von Arp 94 sollte man statt „umlaufen“ eher von „umwicklen“ sprechen.
The large-scale neutral-hydrogen emission in NGC 3227 (Appleton 2014)
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