Europäische Astronomen entdecken ein heimatloses schwarzes Loch
Ein europäisches Astronomenteam hat einen hellen Quasar entdeckt, der nicht wie sonst üblich von einer massereichen Wirtsgalaxie begleitet war. Die Entdeckung wurde mithilfe von zwei der leistungsfähigsten derzeit zur Verfügung stehenden astronomischen Einrichtungen gemacht: dem NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskop und dem ESO-VLT (Very Large Telescope) auf dem Cerro Paranal in Chile. Diese Entdeckung ist das bedeutendste Ergebnis der gemeinsam von Hubble und dem VLT durchgeführten Untersuchung der Quasare. Zum ersten Mal wurde überzeugend ein solches Objekt gesichtet. Eine interessante Erklärung besagt, dass die Wirtsgalaxie eventuell ausschließlich aus dunkler Materie besteht. Über die Entdeckung wurde vergangene Woche in der Fachzeitschrift Nature Physics berichtet. Quasare sind starke und normalerweise sehr weit entfernte Strahlungsquellen. Im Allgemeinen werden sie mit Galaxien in Verbindung gebracht, die ein aktives schwarzes Loch in ihrem Zentrum enthalten. Das Team, dem Forscher aus Belgien, Frankreich, Deutschland und der Schweiz angehören, führte eine detaillierte Untersuchung von 20 recht nahen Quasaren durch, um die Eigenschaften ihrer Wirtsgalaxien zu erforschen. Bei 19 der Quasare fanden die Forscher heraus, dass diese supermassereichen schwarzen Löcher, wie erwartet, von einer Wirtsgalaxie umgeben sind. Aber bei dem hellen Quasar HE0450-2958, der etwa 5 Milliarden Lichtjahre entfernt ist, fanden sie keine Anzeichen einer Wirtsgalaxie. Supermassereiche schwarze Löcher sind üblicherweise im Zentrum der massereichsten Galaxien zu finden, einschließlich unserer Milchstraße. Diese schwarzen Löcher zeigen ihre Existenz manchmal auf spektakuläre Art: Sie verschlingen Materie aus ihrer Umgebung. Die Beobachtungen des letzten Jahrzehnts haben ergeben, dass Quasare normalerweise in Verbindung mit massereichen Wirtsgalaxien auftreten. Die Beobachtung der Wirtsgalaxie eines Quasars ist schwierig, da der Quasar durch seine Helligkeit den Wirt und damit auch die Grundstruktur der Galaxie vollständig verdeckt. Um dieses Problem zu umgehen, haben die Astronomen eine neue und hocheffiziente Strategie entwickelt: Sie verbanden die superscharfen Hubble-Bilder mit der Spektroskopie des ESO-VLT und beobachteten die ausgewählten 20 Quasare gleichzeitig in Bezug zu einem Referenzstern. Der Stern diente als Referenz-Lichtquelle, die benutzt wurde, um das Quasar-Licht von möglichem anderen Licht einer zugrundeliegenden Galaxie zu trennen. Aber trotz dieser innovativen Techniken konnte um HE0450-2958 keine Wirtsgalaxie entdeckt werden. Das bedeutet, wenn eine Wirtsgalaxie besteht, dann muss sie mindestens sechs Mal schwächer leuchten als andere typische Wirtsgalaxien, oder sie muss einen Radius haben, der kleiner als 300 Lichtjahre ist, das heißt 20 bis 170 Mal kleiner als der einer typischen Wirtsgalaxie. "Wir müssen deshalb darauf schließen, dass entgegen unseren Erwartungen dieser helle Quasar nicht von einer massereichen Galaxie umgeben ist", erklärte Pierre Magain von der Universität Lüttich, Belgien. "Wir sind sicher, dass wir mit der leistungsstarken Verbindung aus Hubble und VLT eine normale Wirtsgalaxie hätten entdecken können." Die Astronomen entdeckten jedoch eine interessante kleinere Gaswolke in etwa 2.500 Lichtjahren Entfernung vom Quasar, die sie "Blob" tauften. Die VLT-Beobachtungen zeigen, dass diese Wolke leuchtet, wobei die Lichtquelle nicht Sterne in ihrem Inneren sind, sondern sie leuchtet, weil sie in den intensiven Strahlungen des Quasars liegt. Sehr wahrscheinlich ist es das Gas dieser Wolke, das das supermassereiche schwarze Loch nährt und es ihm so ermöglicht, ein Quasar zu werden. "Die Abwesenheit einer massereichen Wirtsgalaxie verbunden mit der Existenz des Blobs und der sternenbildenden Galaxie lässt uns annehmen, dass wir einen wirklich exotischen Quasar entdeckt haben", freute sich Frédéric Courbin von der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne in der Schweiz. "Es bestehen kaum Zweifel, dass die vermehrte Sternenbildung in der begleitenden Galaxie und der Quasar selbst durch eine Kollision ausgelöst wurden, die sich vor etwa 100 Millionen Jahren ereignete. Was mit dem mutmaßlichen Quasar passiert ist, wissen wir noch nicht." Die Astronomen haben mehrere mögliche Erklärungen. Wurde die Wirtsgalaxie durch die Kollision vollständig zerstört? Hat ein isoliertes schwarzes Loch das Gas aufgenommen, während es die Scheibe einer Spiralgalaxie passierte? Das würde sehr spezielle Bedingungen voraussetzen und hätte wahrscheinlich nicht die beobachtete enorme Störung der Nachbar-Galaxie hervorgerufen. Weitere Untersuchungen werden diese Fragen hoffentlich beantworten. Eine weitere interessante Hypothese besagt, dass die Galaxie, die das schwarze Loch beheimatete, fast ausschließlich aus dunkler Materie bestand. Vielleicht ist das, was beobachtet wurde, eine normale Phase in der Entstehung einer massereichen Galaxie, nur dass es in diesem Falle einige Milliarden Jahre später passiert ist als bei den meisten anderen Galaxien.
Länder
Belgien, Schweiz, Deutschland, Frankreich