News | 25.02.2011 | Drucken | Teilen

Aktive Galaxien

Wenn Schwarze Löcher verhungern

Mrk 231
Ein Quasar schleudert Materie ins All
  Ein Quasar schleudert Materie ins All
Verschmelzen zwei Galaxien zu einem riesigen Sternsystem, so entwickelt das der neuen Galaxie zugrunde liegende zentrale Schwarze Loch einen Appetit, der unersättlich scheint. Die Galaxie füttert das Schwarze Loch mit Gas und Staub aus ihrem dichten massereichen Zentrum, sodass dieses wächst und wächst. Doch das üppige Mahl der Schwarzen Löcher hat irgendwann unweigerlich ein Ende. Erstmals enthüllen nun Beobachtungen mit dem Gemini-Teleskop den Prozess, der dem kosmischen Dinner Einhalt gebietet.

Hauptdarsteller des Schauspiels sind die Galaxie Markarian 231, abgekürzt Mrk 231, und das von ihr beherbergte Schwarze Loch. Das Gemini-Teleskop fing einen gewaltigen Energie- und Materieausstoß ein, der die Galaxie regelrecht auseinander bläst und das äußerst massereiche Schwarze Loch seiner Nahrung aus Gas und Staub beraubt. Die Aufnahmen stammen vom Teleskop Gemini North, das auf dem Mauna Kea, dem höchsten Berg der Insel Hawaii, steht.

Da die meisten Galaxien im nahen Universum keine aktiven wachsenden Schwarzen Löcher in ihrer Mitte besitzen, muss es einen Prozess geben, der die Entwicklung des Schwarzen Lochs aufhält und sein Wachstum bremst. Das Gebiet um die Schwarzen Löcher bildet den aktiven Galaxienkern. Der gewaltige Materiefluss in die Schwarzen Löcher ist Energiequelle für Quasare – aktive Galaxien, die zu den hellsten Objekten im Universum zählen. Theoretische Modelle deuten darauf hin, dass Materieausstöße von Quasaren das Wachstum der Schwarzen Löcher stoppen. Während das Schwarze Loch Materie aufsammelt, wird durch die weggeschleuderte Materie Energie abtransportiert und das Wachstum so unterdrückt.

Die Entwicklung der Schwarzen Löcher im Zentrum der Galaxien beeinflusst auch die Entstehung der Sterne. Die Schwarzen Löcher wachsen und gleichzeitig bilden sich neue Sterne. Die Masse des zentralen Schwarzen Lochs und die Masse der Sterne in der Wirtsgalaxie sind gekoppelt. Stößt ein Quasar Materie aus, bremst dies nicht nur das Wachstum des Schwarzen Lochs, sondern reduziert auch die Entstehungsrate neuer Sterne, da es nun am nötigen Material mangelt.

Das Schwarze Loch wird seiner Nahrung beraubt

Zwar waren solche von Quasaren ausgestoßenen Materieströme bereits beobachtet worden – auch bei Mrk 231 – aber keiner davon war annähernd energiereich genug, um dem zentralen Schwarzen Loch die Nahrung wegzunehmen und es regelrecht verhungern zu lassen. Erst die Aufnahmen des Gemini-Teleskops von der Galaxie Mrk 231 liefern den deutlichen Nachweis eines Materieausstoßes, dessen Energie dafür ausreicht. Die beobachtete Galaxie liegt 600 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und in der gleichen Richtung wie das Sternbild des Großen Bären. Abschätzungen lassen vermuten, dass das extrem massereiche zentrale Schwarze Loch dieser Galaxie die dreifache Masse seines Gegenstücks im Zentrum des Milchstraßensystems aufweist.

Der beobachtete breite Materiestrom dehnt sich in alle Richtungen um den Galaxienkern aus. Das Gas strömt mit mehr als 1000 Kilometer pro Sekunde vom Zentrum der Galaxie weg. Der Massen- und Energiefluss übertrifft die Rate der Sternbildung um das 2,5-Fache. Die auftretenden Geschwindigkeiten schließen Sterne als Treibkraft für den gewaltigen Ausstoß aus. Nur die zentralen Schwarzen Löcher selbst kommen dafür in Frage. Für sie ist es ein Leichtes, die riesige erforderliche Energiemenge zu liefern. Die wegweisende Arbeit an der Galaxie Mrk 231 entstand aus einer Zusammenarbeit zwischen Sylvain Veilleux von der University of Maryland und David Rupke vom Rhodes College in Tennessee.

Rahel Heule
© Spektrum.de
Mrk 231

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Pressemitteilung des Gemini-Observatoriums vom 23. Februar 2011
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