Erstaunliches neues Bild - erhalten über ein umlaufendes Röntgenobservatorium - zeigt die Scheibe aus Gas und Staub, die ein supermassereiches Schwarzes Loch umgibt, klumpig und nicht glatt.
Die Spiralgalaxie Messier 77, auch bekannt als NGC 1068, befindet sich etwa 45 Millionen Lichtjahre entfernt. Das Hubble-Weltraumteleskop hat dieses Bild der gesamten Galaxie aufgenommen, und die hochenergetischen Röntgenaugen von NuSTAR untersuchten die Scheibe um das zentrale supermassereiche Schwarze Loch der Galaxie (hier als Künstlerkonzept im vergrößerten Ausschnitt dargestellt). Dieses aktive Schwarze Loch ist von extrem dicken Gas- und Staubwolken umgeben. Die NuSTAR-Daten zeigten, dass der Ring aus Gas und Staub, der das Schwarze Loch umgibt, auch als Donut bezeichnet, klumpiger ist als bisher angenommen. Lesen Sie mehr über dieses Bild.
Nach Ansicht moderner Astronomen wird ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer fernen Galaxie wahrscheinlich von einer dicken, krapfenförmigen Scheibe oder umgeben Torus von Gas und Staub. Das Material in diesen tori ernährt ein aktives Schwarzes Loch, das heißt eines, das immer noch wächst.
Hier ist ein Blick in eine der dichtesten bekannten tori, der das Schwarze Loch im Zentrum einer gut untersuchten Spiralgalaxie namens NGC 1068 (auch bekannt als M77) umgibt und etwa 47 Millionen Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbilds Cetus the Whale liegt. Das Teleskop, mit dem die Daten für das Konzept dieses Künstlers erfasst wurden, heißt NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array der NASA) und blickte mithilfe seiner Röntgenbilder in das Innere der Festplatte.
Es wurde bestätigt, dass das Material auf der Festplatte nicht glatt, sondern eher klumpig ist.
Andrea Marinucci von der Roma Tre Universität in Italien ist Hauptautor des Papiers, das diese neue Forschung beschreibt und im Internet veröffentlicht wurde Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Zusätzlich zu den Daten von NuSTAR verwendete das Team Daten des Weltraumobservatoriums XMM-Newton der Europäischen Weltraumorganisation. Marinucci sagte:
Ursprünglich dachten wir, dass einige schwarze Löcher hinter Wänden oder Bildschirmen versteckt waren, die nicht durchschaut werden konnten.
Das rotierende Material ist kein einfacher, runder Donut, wie ursprünglich angenommen, sondern klumpig.
Eine NASA-Erklärung erklärte:
Donutförmige Gas- und Staubscheiben um supermassereiche Schwarze Löcher wurden erstmals Mitte der 1980er Jahre vorgeschlagen, um zu erklären, warum einige Schwarze Löcher hinter Gas und Staub verborgen sind, andere nicht. Die Idee ist, dass die Ausrichtung des Donuts relativ zur Erde die Art und Weise beeinflusst, wie wir ein Schwarzes Loch und seine intensive Strahlung wahrnehmen. Wenn der Donut von der Seite betrachtet wird, ist das Schwarze Loch blockiert. Wenn der Donut von vorne betrachtet wird, können das Schwarze Loch und seine umgebenden, lodernden Materialien erkannt werden. Diese Idee wird als „einheitliches Modell“ bezeichnet, da sie die verschiedenen Arten von Schwarzen Löchern auf der Grundlage der Orientierung nahtlos miteinander verbindet.
In den letzten zehn Jahren fanden Astronomen Hinweise darauf, dass diese Donuts nicht so glatt geformt sind, wie man es sich einst vorgestellt hatte. Sie ähneln eher defekten, klumpigen Donuts, die ein Donut-Laden wegwerfen könnte.
Die neue Entdeckung ist das erste Mal, dass diese Verklumpung bei einem ultradicken Donut beobachtet wurde, und unterstützt die Vorstellung, dass dieses Phänomen häufig vorkommt. Die Forschung ist wichtig, um das Wachstum und die Entwicklung massereicher Schwarzer Löcher und ihrer Wirtsgalaxien zu verstehen.
Sowohl NuSTAR als auch XMM-Newton beobachteten das supermassereiche Schwarze Loch in NGC 1068 von 2014 bis 2015 zweimal gleichzeitig. Bei einer dieser Gelegenheiten, im August 2014, beobachtete NuSTAR eine Helligkeitsspitze. NuSTAR beobachtet Röntgenstrahlen in einem höheren Energiebereich als XMM-Newton, und laut NASA können diese energiereichen Röntgenstrahlen auf einzigartige Weise dicke Wolken um das Schwarze Loch durchdringen.
Die Wissenschaftler sagen, dass die Spitze bei energiereichen Röntgenstrahlen auf eine Klärung der Materialdicke zurückzuführen ist, die das supermassereiche Schwarze Loch befällt. Marinucci kommentierte:
Es ist wie an einem bewölkten Tag, an dem sich die Wolken teilweise von der Sonne entfernen, um mehr Licht durchzulassen.