Schwarze Löcher: Die Entwicklung von Schwarzen Löchern und Galaxien
© X-ray: NASA/CXC/Northwestern Univ/D.Haggard et al. Optical: SDSS (Ausschnitt)
In einer umfassenden Studie untersuchten US-amerikanische Astronomen unter der Leitung von Daryl Haggard von der University of Washington in Seattle und der University in Evanston die Aktivitäten von Schwarzen Löchern. Die Ergebnisse sind ein weiterer Schritt zum Verständnis der Entwicklung von Schwarzen Löchern und Galaxien.
Astronomen gehen davon aus, dass sich im Zentrum der meisten Galaxien extrem massereiche Schwarze Löcher befinden. Sie weisen Millionen bis Milliarden Vielfache der Masse unserer Sonne auf. Aus bisher noch ungeklärten Gründen sind Schwarze Löcher unterschiedlich aktiv. Astronomen bezeichnen den aktivsten Typ mit "active galactic nuclei" oder AGN. Diese AGNs ziehen große Mengen Gas an, das aufgewärmt wird und Röntgenstrahlung aussendet.
Das Forscherteam um Haggard untersuchte, wie viele Schwarze Löcher zu welcher Zeit eine starke Aktivität aufwiesen. Dazu kombinierten sie die Daten der Himmelsdurchmusterung des Chandra Multiwavelength Project (ChaMP) mit den optischen Bildern des Sloan Digital Sky Survey und analysierten 100 000 Galaxien. Darunter leuchteten 1600 Galaxien im Röntgenbereich, was auf eine starke Aktivität hinweist.
Eine starke Aktivität der Schwarzen Löcher ist unter anderem deswegen interessant, weil sie auf einen Wachstumsschub des Objekts hinweist. Außerdem ist die Untersuchung wichtig für das Verständnis der Entwicklung von Galaxien. Diese ist eng verknüpft mit dem Wachstum der Schwarzen Löcher, da es eine starke Korrelation zwischen ihrer Masse und der Masse des Zentrums der Heimatgalaxie gibt. Die aktuelle Untersuchung zeigt eine weitere Korrelation zwischen der Aktivität des Schwarzen Lochs und der Masse der Galaxie. Je massereicher die Galaxien, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass das Schwarze Loch im Inneren ein AGN ist.
Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass der Anteil an AGN in dichten Galaxienhaufen genauso groß ist wie in ihren isolierten Verwandten. Dieses Ergebnis ist vor dem Hintergrund früherer Untersuchungen überraschend, die zeigten, dass es in jungen Galaxienhaufen deutlich mehr AGNs gab. Einzelne Galaxien und Haufen könnten sich demnach unterschiedlich entwickelt haben.
Die Zahl der AGN insgesamt scheint abzunehmen, was auf einen Wandel im Mechanismus hindeutet, wie die Schwarzen Löcher mit Gas gefüttert werden. Die Studie beinhaltet auch neue Erkenntnisse zu Sagittarius A*, dem zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße. Bei den Beobachtungen der letzten Jahre zeigte Sagittarius A* nur eine schwache Aktivität. Nach den Trends, welche die aktuelle Untersuchung aufzeigte, sollte das Schwarze Loch im Röntgenbereich rund eine Milliarde Mal stärker leuchten. Eine Aktivität mit dieser Stärke könnte Sagittarius A* in der Vergangenheit gezeigt haben.
Barbara Wolfart
Astronomen gehen davon aus, dass sich im Zentrum der meisten Galaxien extrem massereiche Schwarze Löcher befinden. Sie weisen Millionen bis Milliarden Vielfache der Masse unserer Sonne auf. Aus bisher noch ungeklärten Gründen sind Schwarze Löcher unterschiedlich aktiv. Astronomen bezeichnen den aktivsten Typ mit "active galactic nuclei" oder AGN. Diese AGNs ziehen große Mengen Gas an, das aufgewärmt wird und Röntgenstrahlung aussendet.
Das Forscherteam um Haggard untersuchte, wie viele Schwarze Löcher zu welcher Zeit eine starke Aktivität aufwiesen. Dazu kombinierten sie die Daten der Himmelsdurchmusterung des Chandra Multiwavelength Project (ChaMP) mit den optischen Bildern des Sloan Digital Sky Survey und analysierten 100 000 Galaxien. Darunter leuchteten 1600 Galaxien im Röntgenbereich, was auf eine starke Aktivität hinweist.
Eine starke Aktivität der Schwarzen Löcher ist unter anderem deswegen interessant, weil sie auf einen Wachstumsschub des Objekts hinweist. Außerdem ist die Untersuchung wichtig für das Verständnis der Entwicklung von Galaxien. Diese ist eng verknüpft mit dem Wachstum der Schwarzen Löcher, da es eine starke Korrelation zwischen ihrer Masse und der Masse des Zentrums der Heimatgalaxie gibt. Die aktuelle Untersuchung zeigt eine weitere Korrelation zwischen der Aktivität des Schwarzen Lochs und der Masse der Galaxie. Je massereicher die Galaxien, desto größer die Wahrscheinlichkeit, dass das Schwarze Loch im Inneren ein AGN ist.
Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass der Anteil an AGN in dichten Galaxienhaufen genauso groß ist wie in ihren isolierten Verwandten. Dieses Ergebnis ist vor dem Hintergrund früherer Untersuchungen überraschend, die zeigten, dass es in jungen Galaxienhaufen deutlich mehr AGNs gab. Einzelne Galaxien und Haufen könnten sich demnach unterschiedlich entwickelt haben.
Die Zahl der AGN insgesamt scheint abzunehmen, was auf einen Wandel im Mechanismus hindeutet, wie die Schwarzen Löcher mit Gas gefüttert werden. Die Studie beinhaltet auch neue Erkenntnisse zu Sagittarius A*, dem zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße. Bei den Beobachtungen der letzten Jahre zeigte Sagittarius A* nur eine schwache Aktivität. Nach den Trends, welche die aktuelle Untersuchung aufzeigte, sollte das Schwarze Loch im Röntgenbereich rund eine Milliarde Mal stärker leuchten. Eine Aktivität mit dieser Stärke könnte Sagittarius A* in der Vergangenheit gezeigt haben.
Barbara Wolfart
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