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Wie werden Schwarze Löcher angetrieben?

Eine neue Studie offenbart einen bedeutenden Zusammenhang zwischen interagierenden Galaxien und den enormen Gasmengen, von denen supermassereiche Schwarze Löcher gespeist werden.

Weltraum icon Weltraum

Mit dem Tod eines massereichen Sterns beginnt das Leben eines Schwarzen Lochs. Wenn ein Stern kollabiert, entsteht im Weltraum eine Region von so starker Gravitation, dass nicht einmal Licht sich ihr entziehen kann. Schwarze Löcher, die es überall im Universum gibt, besitzen in der Regel die 10- bis 24-fache Masse der Sonne. Es gibt aber auch Schwarze Löcher, die um ein Millionenfaches massereicher sind als der Zentralstern unseres Sonnensystems. Wie diese supermassereichen Schwarzen Löcher (supermassive black holes, SMBH) genau entstehen bzw. angetrieben werden, ist noch ungeklärt. Eine aktuelle Studie, die mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts CR-GAS durchgeführt wurde, konnte nun etwas Licht in dieses Dunkel bringen. Demnach „verspeisen“ SMBH Gaswolken, die nach einer weiten Reise von einer Galaxie zur anderen dort ankommen. Dieser bedeutende Zusammenhang zwischen der Interaktion benachbarter Galaxien und den enormen Gasmengen, von denen SMBH angetrieben werden, wird in dieser in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ erschienenen Arbeit dargelegt. „Supermassereiche Schwarze Löcher treiben ihre Aktivität teilweise durch die schrittweise Anhäufung von Gas aus ihrer Umgebung an. Sie können die Zentren von Galaxien sehr hell erleuchten lassen, wenn sie Gas einfangen, und es wird angenommen, dass dieser Prozess erheblichen Einfluss auf die heutige Gestalt von Galaxien hat. Die Frage, wie sich supermassereiche Schwarze Löcher für ihre Aktivität und ihr Wachstum mit ausreichender Materie versorgen, stellt die Astronomie noch immer vor ein Rätsel, doch mit unserer Arbeit kommen wir der Antwort schon einen Schritt näher“, erklärt die Hauptautorin der Studie, Assistenzprof. Sandra Raimundo vom CR-GAS-Projektkoordinator, der Universität Kopenhagen, Dänemark, in einer Pressemitteilung auf „EurekAlert!“.

Eindeutiger Zusammenhang

Das Forschungsteam untersuchte die Gas- und Sternorbits von mehr als 3 000 Galaxien und identifizierte dabei diejenigen Galaxien, in denen sogenanntes „fehlausgerichtetes Gas“ vorkommt. Wie in der Pressemitteilung erläutert wird, handelt es sich dabei um Gas, das gegenläufig zu den Sternen einer bestimmten Galaxie rotiert, was auf eine frühere Interaktion mit einer anderen Galaxie hinweist. Das Team stellte fest, dass Galaxien mit fehlausgerichtetem Gas einen höheren Anteil an aktiven SMBH aufwiesen. Die Ergebnisse deuten daraufhin, dass das Gas am Schnittpunkt zwischen zwei Galaxien übertragen wird, sich mehrere Hunderttausend Lichtjahre durch den Weltraum bewegt und schließlich von der Gravitationskraft der SMBH als wesentliche Treibstoffquelle verschluckt wird. „Damit konnte erstmals ein direkter Zusammenhang zwischen dem Entstehen und Vorkommen von fehlausgerichtetem Gas und dem Antrieb von aktiven supermassereichen Schwarzen Löchern beobachtet werden“, merkt Assistenzprofessorin Raimundo an, die außerdem als wissenschaftliche Gastmitarbeiterin beim CR-GAS-Projektpartner, der Universität von Kalifornien in den Vereinigten Staaten, tätig ist. Genau solche Entdeckungen stehen im Zentrum von CR-GAS (Black hole growth fuelled by counter-rotating gas), das sich dem Ziel widmet, den Mechanismus hinter dem Wachstum aktiver Schwarzer Löcher zu entschlüsseln. Die ebenfalls an der Universität Kopenhagen tätige Mitautorin der Studie Prof. Marianne Vestergaard merkt dazu an: „Das Aufregende an diesen Beobachtungen ist, dass wir nun erstmals in der Lage sind, das eingefangene Gas zu identifizieren und seinen Weg bis ins Zentrum, wo es vom Schwarzen Loch verschlungen wird, zu verfolgen.“ Weitere Informationen: Projekt CR-GAS

Schlüsselbegriffe

CR-GAS, Schwarzes Loch, Stern, Galaxie, supermassereiches Schwarzes Loch, Gas, fehlausgerichtetes Gas

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