Wissenschaftler haben im Sternbild Pec ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer Zwerggalaxie entdeckt. UCD3 ist Teil des Cluster of the Furnace und gehört zu einer seltenen und ungewöhnlichen galaktischen Klasse - den ultrakompakten Zwergen. Die Masse solcher Galaxien erreicht gewöhnlich mehrere zehn Millionen Sonnenstunden mit einem Radius von nicht mehr als 300 Lichtjahren. Aufgrund des Massen- und Größenverhältnisses gelten UCDs als die dichtesten Sternsysteme im Universum.
Die Masse des supermassiven Schwarzen Lochs in UCD3 beträgt 3,5 Millionen Sonnenenergie, was einem Monster in der Mitte der Milchstraße ähnelt. Die Studie verwendete Daten des integrierten SINFONI IR-Spektrographen, der auf einem der 8,2-Meter-Instrumente des Very Large Telescope (Chile) installiert war. Eine Analyse der beobachteten Spektren zeigte eine Beziehung zwischen der Dispersion der Sterngeschwindigkeiten und dem Radius der Galaxie. Die Geschwindigkeitsdispersion bestimmt die durchschnittliche Änderung zwischen der Geschwindigkeit der Sternsichtlinie und der durchschnittlichen Geschwindigkeit der gesamten Sternpopulation. In der Gegenwart eines massereichen Körpers, wie eines Schwarzen Lochs, beginnt die Schwerkraft, die Sterne zu beeinflussen und sie in verschiedene Richtungen zu beschleunigen. Infolgedessen wächst die Durchschnittsgeschwindigkeit nicht, die Varianz ändert sich jedoch erheblich. In einer bestimmten Galaxie ist die Streuung der Zentralgeschwindigkeit so groß, dass sie nur durch das Vorhandensein eines massiven Schwarzen Lochs erklärt werden kann.
Optisches Bild der riesigen elliptischen Galaxie NGC 1399 und ihres Satelliten UCD3. Links: UCD3-Bild im F606W-Filter, aufgenommen vom Hubble-Teleskop. Rechts: IR-Aufnahme von UCD3, aufgenommen mit einem SINFONI-Spektrographen
Danach verglichen die Forscher die Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Streuung von dynamischen Modellen unter der Annahme der Masse eines Schwarzen Lochs. Es stellte sich heraus, dass ein Modell mit einer Masse von 3,5 Millionen Sonnenenergie am besten für Beobachtungen geeignet ist. Die Möglichkeit des Fehlens eines Schwarzen Lochs wurde ebenfalls in Betracht gezogen, die Hypothese wurde jedoch mit einer statistischen Signifikanz von 99,7% ausgeschlossen.
Dies ist das vierte gefundene Loch des UCD-Beispiels und entspricht 4% der gesamten galaktischen Masse. Das Vorhandensein von massiven Schwarzen Löchern in solchen Objekten ist ein wichtiges Argument für den Gezeitenursprung von Galaxien. Das heißt, eine mittelgroße Galaxie durchlief in einem bestimmten Evolutionsstadium eine massereichere und größere Galaxie, was zum Verlust der meisten Sterne aufgrund des Einflusses von Gezeitenkräften führte. Der verbleibende kompakte Kern wird zu einer ultrakompakten Galaxie. Aber um die Hypothese zu bestätigen, müssen mehr supermassereiche Löcher in der UCD gefunden werden.
