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HUBBLE
Schwarzes Loch aus einer verschluckten Galaxie
von Stefan Deiters
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17. Februar 2012

Astronomen haben mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble eine Gruppe von jungen heißen Sternen um das Schwarze Loch HLX-1 nachweisen können. Sie vermuten nun, dass dieses Schwarze Loch einst das zentrale Schwarze Loch einer Zwerggalaxie war, die inzwischen nicht mehr existiert. Der Fund könnte erklären helfen, wie supermassereiche Schwarze Löcher entstanden sind.

ESO 243-49

Ein Blick auf die Galaxie ESO 243-49. Das Schwarze Loch HLX-1 ist markiert. Bild: NASA, ESA und S. Farrell (University of Sydney, Australia und University of Leicester, UK) [Großansicht]

Das jetzt mit Hubble detailliert untersuchte Schwarze Loch befindet sich in der Nähe des Rands der rund 290 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie ESO 243-49 und hat in etwa die 20.000-fache Masse unserer Sonne. Dieses "Mittelklasse-Schwarze-Loch" war 2009 von Sean Farrell vom Sydney Institute for Astronomy und der University of Leicester mit Hilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton als äußerst helle Röntgenquelle entdeckt worden und trägt daher auch die Bezeichnung HLX-1 (für Hyper-Luminous X-ray Source 1). Die Strahlung stammt von Material, das sich vor dem Verschwinden im Schwarzen Loch in einer sogenannten Akkretionsscheibe auf extreme Temperaturen aufheizt.

Zusammen mit seinem Team hat Farrell HLX-1 nun mit dem Weltraumteleskop Hubble im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich des Lichts und gleichzeitig mit Hilfe des Satelliten Swift im Röntgenbereich beobachtet. "Für eine einzigartige Quelle braucht man ein einzigartiges Teleskop", so Mathieu Servillat vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der inzwischen am CEA Saclay in Paris arbeitet und zum Beobachterteam gehörte. "Hubble lieferte so detaillierte Bilder, dass wir die Umgebung und den Ursprung dieses Schwarzen Lochs der Mittelklasse nun verstehen."

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Wegen der großen Entfernung konnte jedoch auch Hubble keine einzelnen Sterne rund um das Schwarze Loch auflösen. Allerdings ließen sich bereits aus dem Licht des Objektes wichtige Informationen ableiten. So stellten die Astronomen fest, dass sich die beobachtete Strahlung aus der Region nicht allein durch die Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch erklären lässt. Von den Wissenschaftlern durchgeführte Modellrechnungen sprechen vielmehr dafür, dass es zusätzlich noch einen jungen und massereichen Sternhaufen rund um das Schwarze Loch geben muss. "Was wir aus den Hubble-Daten sicher sagen können", so Farrell, "ist, dass wir sowohl die Emissionen aus einer Akkretionsscheibe als auch die Emissionen von einer Gruppe von Sternen benötigen, um die beobachteten Farben zu erklären."

Solche jungen Sternhaufen finden sich recht häufig in nahegelegenen Galaxien, allerdings nicht in jenen Regionen, in denen HLX-1 liegt. Die Wissenschaftler vermuten daher, dass es sich bei HLX-1 um das zentrale Schwarze Loch einer Zwerggalaxie handelt, die von der größeren Galaxie eingefangen wurde und mit dieser verschmolzen ist. Durch die Kollision der Systeme wurde gleichzeitig Gas komprimiert und so auch neue Sternentstehung angeregt.

Die Astronomen schätzen das Alter des Sternhaufens um HLX-1 auf unter 200 Millionen Jahre. Die meisten Sterne müssen damit nach der Kollision der beiden Galaxien entstanden sein. Das Schicksal von HLX-1 ist gegenwärtig unklar, da man seine Bahn noch nicht kennt: Führt diese ins Zentrum von ESO 243-49 könnte es mit dem dortigen supermassereichen Schwarzen Loch verschmelzen, es wäre aber auch möglich, dass es sich auf einer stabile Bahn um das Zentrum der Galaxie befindet. Sicher dürfte allerdings sein, dass es im Laufe der Zeit an Leuchtkraft verliert, da der Gasvorrat rund um das Schwarze Loch langsam zur Neige geht.

 Der Fund ist für die Wissenschaftler auch deswegen interessant, weil er einen Hinweis darauf geben könnte, wie supermassereiche Schwarze Löcher, die in den Zentren fast aller Galaxien vermutet werden, entstanden sind. Diese Schwarzen Löcher können die millionen- bis milliardenfache Masse unserer Sonne haben. Stellare Schwarze Löcher, die durch die Supernova-Explosion eines massereichen Sterns entstehen, bringen es hingegen nur auf einige wenige Sonnenmassen. Nach einer Theorie könnten sich supermassereiche Schwarze Löcher durch die wiederholte Verschmelzung von stellaren Schwarzen Löcher und Schwarzen Löchern der Mittelklasse bilden.

Farrell und Servillat planen weitere Beobachtungen von HLX-1, um noch mehr über die vermutete Kollision zwischen den beiden Galaxien zu erfahren. Sie berichten über ihre aktuellen Ergebnisse in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters.

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siehe auch
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Chandra: Neuer Typ von Schwarzen Löchern entdeckt - 13. September 2000
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Links im WWW
spacetelescope.org
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