Ein monströses schwarzes Loch hindert deine Galaxie daran, Sterne zu bilden!
Ein supermassereiches Schwarzes Loch hindert seine eigene Galaxie daran, Sterne zu bilden. Dies ist eine mögliche Verbindung zwischen schwarzen Löchern und ihren Wirtsgalaxien.
Jede Galaxie hat ein supermassives Schwarzes Loch in ihrem Zentrum. Trotz seiner berühmten Gravitationskraft steht ein supermassives Schwarzes Loch nur mit einem kleinen Teil der Galaxie in gravitativer Wechselwirkung. Wir wissen jedoch, dass es einen Zusammenhang zwischen der Entwicklung eines supermassereichen Schwarzen Lochs und der Galaxie gibt, die es bewohnt.
Eine berühmte Korrelation ist die Streuung der Geschwindigkeiten von Sternen in einer Galaxie und die Masse des zentralen Schwarzen Lochs. Je größer die Masse, desto größer die Streuung. Die Astronomen rätseln immer noch, was das bedeutet: Beeinflussen Schwarze Löcher die Galaxie stärker, als wir dachten?
Ein Beispiel ist das supermassive schwarze Loch in der 430 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie Mrk 817. Italienische Astronomen haben dieses schwarze Loch entdeckt, das sich selbst ernährt, aber seine Galaxie daran hindert, Sterne zu bilden. Dies geschieht aufgrund eines Effekts, der als AGN-Rückkopplung bezeichnet wird.
Supermassive schwarze Löcher
Alle Schwarzen Löcher, die eine Masse von mehr als 10.000 Sonnenmassen haben, werden als supermassive Schwarze Löcher eingestuft. Sie sind im Universum recht häufig, da jede Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch in ihrem Zentrum zu haben scheint. Ihr Ursprung und wie sie ins Zentrum der Galaxien gelangt sind, bleibt ein Rätsel.
Trotz ihrer Größe - einige sind größer als das Sonnensystem selbst - sind diese schwarzen Löcher im Vergleich zu ihrer Wirtsgalaxie klein. Da sie klein und weniger massereich als ihre Galaxie sind, wirken sie gravitativ nur in einem bestimmten Bereich des Zentrums. Die äußeren Regionen der Galaxie erfahren keine Wechselwirkung mit dem zentralen Schwarzen Loch.
Beziehung zwischen supermassiven schwarzen Löchern und Galaxien
Was war zuerst da: das supermassereiche Schwarze Loch oder seine Galaxie? Das ist eine Frage, die Astronomen seit Jahrzehnten zu beantworten versuchen. Derzeit versucht das James-Webb-Teleskop, die ersten Wechselwirkungen zwischen Schwarzen Löchern und Galaxien zu beobachten, aber die ersten Ergebnisse haben mehr Fragen aufgeworfen als beantwortet. Man kann davon ausgehen, dass zwischen den beiden eine Koevolution stattgefunden hat.
Die Astronomen leben jedoch nicht nur von der Koevolution. Es gibt ein Phänomen namens AGN-Feedback. Dieses Phänomen tritt auf, wenn ein Supermassives Schwarzes Loch gefüttert wird und energetisches Material durch Jets oder Winde freigesetzt wird. Der Prozess, bei dem dies geschieht, ist äußerst komplex.
Brasilianische Forschung zum Verständnis der Winde schwarzer Löcher
Der Postdoktorand Ivan Almeida, der derzeit in England arbeitet, hat eine wissenschaftliche Karriere gemacht, indem er erklärt, wie die AGN-Winde entstehen. Seine Arbeit wurde in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht, in der er die Windentstehung anhand von Rechenmodellen untersucht.
Die Idee ist, dass sich AGN-Winde um ein fütterndes Schwarzes Loch bilden. Die Energie der Winde hängt von der Akkretionsrate dieser Objekte ab. Man erwartet, dass Schwarze Löcher mit höheren Akkretionsraten schnellere Winde erzeugen können. Aber das ist nicht das, was eine italienische Gruppe herausgefunden hat.
Mrk 817
Im Zentrum der Galaxie Mrk 817 befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch von 81 Millionen Sonnenmassen. Die Gruppe beobachtete die Galaxie mit den Röntgenteleskopen Swift und XMM-Newton. In den Daten fanden sie Winde, die sich mit einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit vom Schwarzen Loch wegbewegten.
Diese Winde verursachen ein kosmisches Chaos, wodurch die Energieversorgung des Schwarzen Lochs gestört wird und in größere Entfernungen vordringt.
Antwort auf eine offene Frage
Die Vorstellung, dass supermassereiche Schwarze Löcher die Sternentstehung in einer Galaxie verändern können, ist nicht neu. Dieses Phänomen wird seit Jahrzehnten erforscht, aber dies ist das erste Mal, dass es bei einem Schwarzen Loch mit einer niedrigen Akkretionsrate beobachtet wurde. Dies könnte erklären, warum wir Galaxien beobachten, die als inaktiv gelten.
Die Entdeckung ist wichtig, weil es sich um eine seltene Beobachtung selbst bei Schwarzen Löchern mit höheren Akkretionsraten handelt. Besonders in diesem Fall ist sie sogar noch aufregender, weil sie eine Frage beantworten könnte, die Astronomen seit langem wachhält.