Astronomen haben eine merkwürdige Diskrepanz im Zentrum einer fernen Galaxie entdeckt - sie enthält zwei supermassereiche Schwarze Löcher, aber eines dieser Schwarzen Löcher ist „nackt“ und nur von wenigen Sternen umgeben. Im Gegensatz dazu summt die Schwester dieses Schwarzen Lochs nur aus einer Ansammlung von Sternen.
Diese Entdeckung ließ die Astronomen nach den Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops und des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA fragen: Warum umgeben einige Schwarze Löcher eine Ansammlung von Sternen, während andere davon ausgeschlossen sind? Wie wirkt sich dieser Kontrast außerdem auf die Entwicklung eines Schwarzen Lochs aus und wie wirkt sich dies auf die Entwicklung ganzer Galaxien aus?
Wie Discovery News berichtet, ist der erste Grund für den merkwürdigen Unterschied in SDSS J1126 + 2944, dass diese bestimmte Galaxie das Ergebnis einer Galaxienfusion ist. Fusionen treten auf, wenn zwei (oder mehr) Galaxien kollidieren und in die Falle ihrer gegenseitigen Schwerkraft geraten. Einige Sterne sind in einem dramatischen Schock verstreut, aber zum größten Teil vermischen sich die Sterne und setzen sich dann ab (gewinnen ihren Platz). (Es wird angenommen, dass massive Galaxien wie die Milchstraße tatsächlich Reste vieler kleiner Galaxien sind).
Schließlich können supermassereiche Schwarze Löcher, von denen angenommen wird, dass sie sich in den Kernen der meisten Galaxien des Universums verstecken, sich selbst verschmelzen und supermassereiche Schwarze Löcher bilden. Dies ist der unvermeidliche Teil des Wachstums eines Schwarzen Lochs in der Evolution von Galaxien.
Im Fall von SDSS K1126 + 2944 sind die beiden Schwarzen Löcher jedoch immer noch in einiger Entfernung voneinander und wurden diese Woche in einer neuen Studie der American Astronomical Society (AAS) während des Meetings in Kissimmee, Florida vorgestellt und im Astrophysical Journal veröffentlicht. Die Forscher versuchten mit aller Kraft zu verstehen, warum eines der Schwarzen Löcher eine Population von Sternen aufweist - eine Eigenschaft, die zweifellos die Versorgung mit fallender Materie beeinflussen wird. "Ein Schwarzes Loch ist ausgehungert und hat 500-mal weniger Sterne als ein anderes Schwarzes Loch", sagte die leitende Forscherin Julie Comerford, Colorado, Boulder University. "Die Frage ist, warum es so eine Diskrepanz gibt."
Comerford glaubt, dass es zwei Möglichkeiten gibt. Zunächst brachen Gezeiten- und Gravitationskräfte während des Zusammentreffens zweier Galaxien die Nachbarschaft des Schwarzen Lochs ab und zerstreuten die umliegenden Sterne. Aber es gibt noch eine andere merkwürdige Erklärung, die die Lücke in unserem Wissen über das Wachstum von Schwarzen Löchern füllen kann.
In der Astrophysik wissen wir, dass die meisten Schwarzen Löcher 5 bis 100 Sonnenmassen haben, die zurückbleiben, nachdem ein massereicher Stern zu einer Supernova gelangt ist, und wir sind mit „supermassiven“ Schwarzen Löchern in galaktischen Kernen vertraut, die eine Masse von einigen hunderttausend bis einigen hunderttausend haben Millionen (oder sogar Milliarden) von Sonnenmassen. Möglicherweise haben Sie bemerkt, dass zwischen diesen beiden Arten von Schwarzen Löchern eine riesige Massenlücke besteht. Wenn Schwarze Löcher von kleinen Größen ausgehen und im Laufe der Zeit massiver werden, welche Arten von Schwarzen Löchern bilden dann eine Brücke zwischen der stellaren Masse des Schwarzen Lochs und den supermassiven Monstern?
Die Astronomen suchten nach „Zwischenmassen“ von Schwarzen Löchern (IMBHs), um diese Lücke zu schließen, und da sie die Verbreitung von Sternmassen und supermassiven Schwarzen Löchern kannten, mussten viele IMBHs vorhanden sein. Meist werden die durchschnittlichen Schwarzen Löcher auf ihrem Weg supermassiv. Aber es gibt nur eine Handvoll Kandidaten und das ist einfach komisch. Wenn unsere Theorien über die Entwicklung eines Schwarzen Lochs richtig sind, sollten wir keine Schwierigkeiten haben, dazwischenliegende Schwarze Löcher zu verfolgen, die in den Massenbereich von 100 bis zu einer Million Sonnenmassen fallen. Sind ihre Ausreißer für uns nur schwer zu verstehen? Oder das Fehlen von Beobachtungsdaten ist der Schlüssel zu ihrer Seltenheit? Zwischenmassen von Schwarzen Löchern sind zu massereich, um sich bei der Explosion massereicher Sterne zu bilden. Daher handelt es sich wahrscheinlich um Objekte, die sich aufgrund von Fusionen von Schwarzen Löchern und Massenakkretionsprozessen über Milliarden von Jahren langsam bilden. Einige Beobachtungen der geringen Leuchtkraft aktiver galaktischer Kerne und der nachgewiesenen ultraleichten Röntgenquellen (SRI) in benachbarten Galaxien sind ebenfalls wichtige Hinweise auf dieses Problem. Außerdem wird angenommen, dass Zwerggalaxien in ihren Kernen Schwarze Löcher mittlerer Masse enthalten. Zwerggalaxien haben in massereicheren Galaxien eine geringere Dichte als Sterne.
Könnte es sein, dass ein „nacktes“ Schwarzes Loch in SDSS J1126 + 2944 tatsächlich eine Zwischenmasse eines Schwarzen Lochs ist, das in einer zerlegten Zwerggalaxie entstanden ist?
"Die Theorie sagt voraus, dass mittlere Schwarze Löcher existieren sollten, aber sie sind schwer zu bestimmen, da wir nicht genau wissen, wo wir suchen sollen", sagte der Co-Autor Scott Barous, ebenfalls von der University of Colorado, Boulder. "Diese ungewöhnliche Galaxie bietet die seltene Gelegenheit, eine dieser mittleren Massen von Schwarzen Löchern zu betrachten."
