Wenn große und kleine Galaxien verschmelzen, verschlingt das zentrale Schwarze Loch der großen Galaxie typischerweise Gas und Staub. Aber in einem zusammenwachsenden Galaxiesystem namens Was 49 hat die kleine Galaxie das speisende Schwarze Loch.
Dieses optische Bild zeigt das Was 49-System, das aus einer großen Galaxie besteht, die mit einer viel kleineren Galaxie verschmilzt. Die Zwerggalaxie dreht sich in der Scheibe der größeren Galaxie, etwa 26.000 Lichtjahre von ihrem Zentrum entfernt. Der rosafarbene Bereich zeigt ein fütterendes supermassereiches Schwarzes Loch an; Die grüne Farbe zeigt normales Sternenlicht an. Bild über NASA / DCT / NRL.
Eine der faszinierenden Entdeckungen der modernen Astronomie war, dass Galaxien - ganze Inseln von Sternen - manchmal mit anderen Galaxien verschmelzen. Eine weitere Entdeckung war, dass viele Galaxien wie unsere Milchstraße supermassereiche Schwarze Löcher in ihren Kernen haben. Nun ist ein supermassereiches Schwarzes Loch in einer winzigen Galaxie eine Herausforderung für Wissenschaftler, die an Galaxienfusionen glauben. Das Verschmelzungssystem ist als Was 49 bekannt und besteht aus einer großen Scheibengalaxie (Was 49a), die mit einer viel kleineren Zwerggalaxie (Was 49b) verschmilzt.
Beide Galaxien haben zentrale supermassive Schwarze Löcher. Die Astronomen hätten erwartet, dass beim Zusammenwachsen der großen und kleinen Galaxien durch ihre Gravitationswechselwirkungen eine Verdrehungskraft - ein Drehmoment - erzeugt wird, die Gas in das Schwarze Loch der größeren Galaxie leitet. Als das Schwarze Loch der größeren Galaxie Gas und Staub verschlang, hätten sie damit gerechnet, dass es energiereiche Röntgenstrahlen ausspuckt (wenn Materie in Energie umgewandelt wird).
Aber das sehen sie in diesem System nicht.
Stattdessen ist das zentrale Schwarze Loch der kleineren Galaxie das aktivere, während das Schwarze Loch der größeren Galaxie relativ ruhig ist. Nathan Secrest, Hauptautor der Studie und Postdoc am US Naval Research Laboratory in Washington, sagte in einer Erklärung:
Dies ist ein völlig einzigartiges System und widerspricht dem, was wir von Galaxienfusionen verstehen.
Auch das Schwarze Loch der kleineren Galaxie ist an und für sich mysteriös. Seine Masse - die Menge an Materie, die es in seinem verborgenen Inneren enthält - ist im Vergleich zu ähnlich großen Galaxien riesig. Daten zu den Röntgenemissionen der kleineren Galaxie stammen aus der Mission NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) der NASA. Daten von NuSTAR und der Sloan Digital Sky Survey legen nahe, dass das Schwarze Loch mehr als 2 Prozent der eigenen Masse der Galaxie enthält. Secrest sagte:
Wir dachten nicht, dass Zwerggalaxien so große supermassereiche Schwarze Löcher beherbergen. Dieses Schwarze Loch könnte hunderte Male so massereich sein, wie wir es von einer Galaxie dieser Größe erwarten würden, abhängig davon, wie sich die Galaxie im Verhältnis zu anderen Galaxien entwickelt hat.
Wissenschaftler versuchen herauszufinden, warum das supermassereiche Schwarze Loch der Zwerggalaxie 49b so groß ist. Es könnte bereits vor dem Beginn der Fusion groß gewesen sein, oder es könnte in der sehr frühen Phase der Fusion gewachsen sein, sagten sie. Secrest kommentierte:
Diese Studie ist wichtig, da sie möglicherweise neue Einblicke in die Entstehung und das Wachstum supermassereicher Schwarzer Löcher in solchen Systemen gibt. Indem wir Systeme wie dieses untersuchen, können wir Hinweise finden, wie sich das supermassereiche Schwarze Loch unserer eigenen Galaxie gebildet hat.
Diese Astronomen sagten auch, dass in einigen hundert Millionen Jahren die schwarzen Löcher der großen und kleinen Galaxien zu einer verschmelzen werden.
Fazit: Wenn eine große und eine kleine Galaxie verschmelzen, erwarten die Astronomen, dass das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der größeren Galaxie von Gas und Staub gespeist wird und energiereiche Röntgenstrahlen erzeugt. Aber in dem zusammenwachsenden Galaxiesystem, das als Was 49 bekannt ist, enthält die kleinere Galaxie - beunruhigenderweise - das speisende Schwarze Loch.