Ein Strahl wirbelnden, kühlen, dichten Gases im Zentrum einer Galaxie - 70 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt - gibt neue Hinweise darauf, wie supermassereiche Schwarze Löcher wachsen.
Großaufnahme des Zentrums der Galaxie NGC 1377. In diesem farbcodierten Bild bewegen sich rötliche Gaswolken relativ zum Zentrum der Galaxie von uns weg, bläuliche Wolken auf uns zu. Das Bild zeigt Licht mit einer Wellenlänge um einen Millimeter von Kohlenmonoxidmolekülen (CO). Über ALMA / ESO / NRAO / S. Aalto & F. Costagliola.
Astronomen haben mit dem ALMA-Teleskop in Chile eine bemerkenswerte Struktur im Zentrum der Galaxie NGC 1377 beobachtet, die sich 70 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbilds Eridanus the River befindet. Der Jet mit seiner ungewöhnlichen, wirbelnden Struktur gibt neue Hinweise darauf, wie supermassereiche Schwarze Löcher wachsen. Die Ergebnisse werden in einem Artikel vorgestellt, der in der Juni 2016-Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht wurde Astronomie und Astrophysik.
Susanne Aalto, Professorin für Radioastronomie an der Chalmers University of Technology in Schweden, leitete das Team. Sie sagte:
Wir waren neugierig auf diese Galaxie wegen ihres hellen, staubbedeckten Zentrums. Was wir nicht erwartet hatten, war Folgendes: Ein langer, schmaler Strahl strömte aus dem Galaxienkern.
Das Konzept des Künstlers, wie sich die Materialwolken, aus denen der Jet des NGC 1377 besteht, von der Seite aus gesehen von seinem zentralen Schwarzen Loch nach außen bewegen. Rote Farben zeigen Wolken, die sich von uns entfernen, und blaue Farben zeigen Wolken, die sich auf uns zubewegen. Bild über S. Aalto.
Diese Astronomen sagten, dass der Jet 500 Lichtjahre lang und weniger als 60 Lichtjahre breit ist und dass sich das Material darin mit einer Geschwindigkeit von mindestens 500.000 Meilen pro Stunde (800.000 km pro Stunde) bewegt. Supermassive Schwarze Löcher sind häufig in den Zentren von Galaxien zu finden (einschließlich unserer Milchstraße). Sie haben Massen zwischen einigen Millionen und einer Milliarde Sonnenmassen. Astronomen sehen Anzeichen von ihnen direkt, manchmal aufgrund der Sache, die in sie hineinfällt, aber sie wissen nicht, wie es zu solchen schwarzen Löchern gekommen ist.
Schwarze Löcher, die noch Materie schlucken (und dies sind in der Regel die entfernten Schwarzen Löcher, die wir im frühen Universum sehen), haben oft Jets aus sich schnell bewegendem Material. Solche Jets sind ein Hinweis darauf, dass ein Schwarzes Loch noch wächst. Aber der Jet, der vom supermassiven Schwarzen Loch in der Galaxie NGC 1377 aus gesehen wird, ist anders. Francesco Costagliola, Mitautor des Papiers, erklärte:
Die Jets, die wir normalerweise aus Galaxienkernen austreten sehen, sind sehr schmale Röhren aus heißem Plasma. Dieser Jet ist sehr unterschiedlich. Stattdessen ist es extrem kühl und das Licht kommt von dichtem Gas, das aus Molekülen besteht.
Der Jet hat in einem Zeitraum von nur rund einer halben Million Jahren molekulares Gas ausgestoßen, das dem Zweimillionenfachen der Sonnenmasse entspricht - eine sehr kurze Zeit im Leben einer Galaxie.
Die Astronomen sagten, dass während dieser kurzen und dramatischen Phase in der Entwicklung der Galaxis das zentrale supermassereiche Schwarze Loch schnell gewachsen sein muss. Teammitglied Jay Gallagher sagte:
Schwarze Löcher, die starke, schmale Strahlen verursachen, können langsam wachsen, indem sie heißes Plasma ansammeln. Das Schwarze Loch in NGC 1377 hingegen ernährt sich von kaltem Gas und Staub und kann daher - zumindest vorerst - viel schneller wachsen.
Die Bewegung des Gases im Jet überraschte auch die Astronomen. Die Messungen mit ALMA stimmen mit einem Strahl überein, der nach außen wirbelt wie Wasser aus einer Gartensprinkleranlage. Sebastien Muller, ein weiteres Mitglied des Teams, sagte:
Die ungewöhnliche Verwirbelung des Jets könnte auf eine ungleichmäßige Gasströmung zum zentralen Schwarzen Loch zurückzuführen sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Zentrum der Galaxie zwei supermassereiche Schwarze Löcher in einer Umlaufbahn umeinander enthält.
Susanne Aalto sagte:
In NGC 1377 erleben wir ein vorübergehendes Stadium in der Entwicklung einer Galaxie, das uns helfen wird, die schnellsten und wichtigsten Wachstumsphasen supermassiver Schwarzer Löcher und den Lebenszyklus von Galaxien im Universum zu verstehen.
Hier ist dieselbe Galaxie wie oben, NGC 1377, gesehen als Farbkomposit im sichtbaren Licht. Bild über CTIO / H. Roussel et al. / ESO / Onsala Rymdobservatorium.
Fazit: Mit dem ALMA-Teleskop beobachteten Astronomen eine bemerkenswerte Struktur im Zentrum der Galaxie NGC 1377. Es handelt sich um einen Strahl wirbelnden, kühlen, dichten Gases, der sich vermutlich von einem oder zwei supermassiven Schwarzen Löchern im Zentrum der Galaxie aus erstreckt.