NUSTAR
Aktive Schwarze Löcher von Staub verhüllt
von Stefan Deiters
astronews.com
10. Mai 2017

Die zentralen Schwarzen Löcher von Galaxien sind nach Kollisionen und Verschmelzungen komplett in Staub eingehüllt - das ergaben Beobachtungen mit dem Röntgenteleskop NuSTAR der amerikanischen Weltraumbehörde NASA. Die Schwarzen Löcher dürften zudem in der letzten Phase solcher Verschmelzungen dramatisch an Masse gewinnen.

Vergleich der Zentren von Galaxien mit supermassereichem Schwarzen Loch: Links die Situation in einer normaler Galaxie, rechts eine Darstellung einer Galaxie, die gerade eine Verschmelzung durchmacht. Bild: National Astronomical Observatory of Japan [Großansicht]

Bei Schwarzen Löchern denken viele an gewaltige Schwerkraftmonster, die alles verschlingen, was in ihre Nähe kommt. Die Wahrheit sieht allerdings etwas anders aus: Normalerweise können Sterne, Gas und Staub lange Zeit gefahrlos um ein Schwarzes Loch kreisen - ganz wie die Planeten in unserem Sonnensystem um die Sonne.

Das ändert sich allerdings, wenn es zu einer Störung kommt. Und eine solche Störung ist etwa die Kollision und anschließende Verschmelzung von zwei Galaxien. Während die Galaxien allmählich zu einem System werden und sich ihre zentralen Schwarzen Löcher immer weiter annähern, werden Gas und Staub im Zentrum auf die jeweiligen Schwarzen Löcher geleitet. Diese verschlingen das Material, das sich zuvor auf hohe Temperaturen aufgeheizt hat und dadurch hell leuchtet. Astronomen sprechen in dieser Phase von einem Aktiven Galaxienkern.

Eine Auswertung von Beobachtungen mit dem NASA-Röntgenteleskop NuSTAR hat nun ergeben, dass in der letzten Phase einer Galaxienverschmelzung so viel Gas und Staub in Richtung des Schwarzen Lochs geleitet wird, dass der Aktive Galaxienkern komplett von Staub verhüllt ist. Das Material stürzt dann mit hoher Rate auf das Schwarze Loch.

"Je weiter die Verschmelzung fortgeschritten ist, desto mehr wird der Aktive Galaxienkern von Staub verhüllt", unterstreicht Claudio Ricci von der Pontificia Universidad Católica de Chile. "Galaxien, die sich in einem späten Zeitpunkt des Verschmelzungsprozesses befinden, liegen komplett in einem Kokon aus Gas und Staub."

Ricci und seine Kollegen hatten 52 Galaxien im hochenergetischen Röntgenbereich mit NuSTAR beobachtet. Etwa die Hälfte davon befand sich in einem fortgeschrittenen Verschmelzungsprozess. Ihre Daten verglichen sie mit Beobachtungen anderer Röntgenteleskope wie Chandra, XMM-Newton oder Swift, die für niedrigere Röntgenenergien empfindlich sind. Wenn sich von einer Galaxie hochenergetische Röntgenstrahlen beobachten lassen, aber keine Röntgenstrahlen im Bereich niedrigerer Energien, ist dies ein Hinweis auf einen stark von Staub verdeckten Aktiven Galaxienkern.

Die Studie liefert nach Ansicht der Wissenschaftler eine weitere Bestätigung der schon länger vorherrschenden Meinung, dass die supermassereichen Schwarzen Löcher in den Zentren von Galaxien vor allem in der Endphase einer Verschmelzung wachsen. "Ein supermassereiches Schwarzes Loch wächst in dieser Zeit gewaltig", so Ricci. "Durch die Ergebnisse können wir den mysteriösen Ursprung der Beziehung zwischen einem zentralen Schwarzen Loch und seiner Wirtsgalaxie besser verstehen."

Über ihre Beobachtungen haben die Astronomen in einem Fachartikel berichtet, der in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen ist.