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Aktivität zentraler Schwarzer Löcher untersucht
Redaktion
/ Pressemitteilung der Universität Bonn
astronews.com
2. September 2009
Mit Hilfe einer umfangreichen Analyse von über 60
Galaxienhaufen haben Astronomen der Universität Bonn jetzt den Zusammenhang
zwischen Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxienhaufen und dem Gas, das ihnen
als "Nahrung" dient, untersucht. Dabei gelang es ihnen, eine schon länger
bestehende Theorie über die Aktivität der zentralen Schwarzen Löchern in
Galaxienhaufen zu bestätigen.
Die Radiostrahlung (rot dargestellt), und damit
indirekt der Einfluss des Schwarzen Lochs, hat
eine Ausdehnung von ca. 200.000 Lichtjahren und
reicht damit bis an die äußeren Grenzen der
zentralen Galaxie in diesem Galaxienhaufen heran.
Bild: Rupal Mittal / CXO
/ VLA / Universität Bonn |
Schwarze Löcher - und zwar die sogenannte "supermassereiche"
Version - vermuten Astronomen in den Zentren aller großen Galaxien. Diese
gewaltigen Schwerkraftfallen können die millionen- oder sogar milliardenfache
Masse unserer Sonne aufweisen. "Supermassereiche Schwarze Löcher sind nicht
immer 'aktiv'", erläutert Dr. Thomas H. Reiprich, der am Argelander-Institut für
Astronomie der Universität Bonn die Emmy Noether-Forschergruppe "Untersuchung
der Natur der Dunklen Energie mit Galaxienhaufen" leitet. "Tatsächlich 'glimmen'
die meisten Schwarzen Löcher einfach vor sich hin."
Reiprichs Interesse gilt besonders den Schwarzen Löchern, die sich im Zentrum
von Galaxienhaufen befinden, den größten Strukturen im Universum. Aus der
Strahlung in der näheren Umgebung eines Schwarzen Lochs können die Astronomen
Rückschlüsse auf dessen "Ernährungslage" ziehen. Die Strahlung geht auf Materie
zurück, die vom Schwarzen Loch langsam aufgesaugt wird. Solches "Futter"
erhalten die unersättlichen Himmelskörper zumeist in Form von Wasserstoff-Gas.
Dieses Gas aber ist für Schwarze Löcher nur ausreichend abgekühlt genießbar.
"Die Teilchen in heißem Gas bewegen sich zu schnell, als dass sie nahe genug an
ein Schwarzes Loch heran kämen", verdeutlicht Reiprich. Seine Mitarbeiterin Dr.
Rupal Mittal, die Erstautorin der Studie, fügt hinzu: "Dazu muss das Gasgemisch
erst abkühlen. Wie lange der Abkühlungsprozess dauert, ist unterschiedlich. Eine
Milliarde Jahre ist für kosmische Verhältnisse schon recht kurz." Das Schwarze
Loch im Zentrum eines Galaxienhaufens, in dem das Gas so "schnell" abkühlt,
bekommt reichlich "essbares" Gas und ist entsprechend aktiv. Die Zentren von
Galaxienhaufen, in denen der Vorgang länger dauert, sind dagegen weitaus weniger
rege.
Dass alle zentralen Schwarzen Löcher in Galaxienhaufen mit verfügbarem Gas
aktiv sind, wurde bislang zwar vermutet, konnte aber bislang noch nicht
abschließend nachgewiesen werden. "In früheren Arbeiten war auch schon ein hoher
Anteil solcher Galaxienhaufen gefunden worden, aber wir konnten jetzt
nachweisen, dass es nicht 70 Prozent, sondern eben alle betrifft", so Reiprich.
"Alle Galaxienhaufen, die schnell abkühlendes und damit reichlich verfügbares
Gas in ihrem Inneren bergen, wirken auf supermassereiche Schwarze Löcher wie ein
frischer Scheit in einem vergehenden Kaminfeuer. Mit anderen Worten: Wenn die
großräumige Umgebung stimmt, dann legen die Schwarzen Löcher richtig los."
Die Bonner Forscher kombinierten im Rahmen ihrer Studie die Messung von
Radiowellen mit Röntgenaufnahmen von über 60 Galaxienhaufen. Dabei schauten sie
dank besserer Daten genauer hin, als es bei früheren Untersuchungen möglich war.
Anhand der Röntgenaufnahmen bestimmten sie, welche Galaxienhaufen Gas in ihren
Zentren beherbergen, das als Nahrung für Schwarze Löcher dienen kann. Mittels
der Radiodaten analysierten die Bonner Forscher die Aktivität der
supermassereichen Schwarzen Löcher. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre
Resultate in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.
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