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Aktive Galaxienkerne: Nachschub für Schwarze Löcher nicht durch Galaxiencrashs

COSMOS-Feld
Das supermassereiche Schwarze Loch inmitten der Milchstraße ist nicht aktiv. In anderen Galaxien wirbeln dagegen gewaltige Gas- und Staubmengen um das zentrale Schwarze Loch und leuchten dabei nicht selten heller als das gesamte Sternsystem. Wie sich der üppige "Futtervorrat" ansammeln konnte, ist bislang unklar. Neue Beobachtungsdaten schließen nun immerhin eine mögliche Ursache für viele aktive Galaxienkerne aus: die Kollision oder nahe Begegnung mit einem anderen System.

Das COSMOS-Feld
Das COSMOS-Feld | Die Astronomen nahmen in ihrer Studie das so genannte COSMOS-Feld im Sternbild Sextant unter die Lupe. Es bedeckt eine Himmelsfläche, die etwa zehn Vollmonddurchmessern entspricht. Die Region wurde bereits mit einer Vielzahl von Teleskopen bei verschiedenen Wellenlängen beobachtet.
Ein Team um Viola Allevato vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching hat mehr als 600 aktive Galaxien zunächst mit dem Röntgensatelliten XMM-Newton und anschließend mit dem Very Large Telescope in Chile untersucht. Anhand der Daten erstellten sie dann eine dreidimensionale Himmelskarte. Während der Großteil der Objekte darauf nur mäßig hell erstrahlte, berichten die Wissenschaftler, waren extrem leuchtkräftige Exemplare eher selten. Zudem fanden sich die meisten aktiven supermassereichen Schwarzen Löcher in großen, massereichen Galaxien mit beträchtlichen Mengen an Dunkler Materie.

Dieses Ergebnis spreche gegen ein vorangegangenes Verschmelzen zweier Galaxien als "Zündmechanismus". Hierbei sollte ein Teil der Materie seine regulären Bahnen verlassen und sich in Richtung des supermassereichen Schwarzen Lochs bewegen. Laut dieser Theorie müssten sich die aktiven Schwarzen Löcher allerdings bevorzugt in rund 20-mal masseärmeren Galaxien befinden. "Offenbar werden Schwarze Löcher in den meisten Fällen durch Vorgänge innerhalb der Galaxie selbst gefüttert, zum Beispiel durch Scheibeninstabilitäten oder durch die rasche Bildung vieler neuer Sterne, nicht aber durch Kollisionen mit anderen Galaxien", fasst Allevato zusammen.

Bereits 2010 kam eine Studie, die auf Daten des Weltraumteleskops Hubble basierte, zu einem ähnlichen Schluss. Die Forscher fanden damals keinen starken Zusammenhang zwischen aktiven Schwarzen Löchern und dem Verschmelzen von Galaxien. Allerdings hatte man damals nur relativ nahe Sternsysteme analysiert.

Die neue Arbeit erweitert den untersuchten Radius nun von acht auf elf Milliarden Lichtjahre und damit in die Frühzeit des Kosmos. Damals lagen die Galaxien noch wesentlich dichter zusammen als in jüngerer Vergangenheit, und Kollisionen dürften deutlich häufiger aufgetreten sein. Dennoch gehen Allevato und ihre Kollegen davon aus, dass solche Crashs die Aktivität von mittelhellen Galaxienkernen nur in wenigen Prozent der Fälle ausgelöst haben. (mp)
28. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 28. KW 2011

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