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GALAXIENHAUFEN
Aktivität zentraler Schwarzer Löcher untersucht
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Bonn 
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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.

Galaxie

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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siehe auch
Galaxien: Schwarze Löcher erlauben Galaxien-Ruhestand - 9. Juli 2009
Suzaku: Kompletter Röntgenblick auf Galaxienhaufen - 3. Juni 2009
Chandra: Gefräßige Schwarze Löcher im jungen Universum - 25. Juli 2007
Links im WWW
Argelander-Institut für Astronomie
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