Schwarzes Loch als Geburtshelfer.

aus: NZZ, 9. 12. 09

Szenario der Galaxienbildung

Spe. · Fast in jeder grösseren Galaxie haust ein Schwarzes Loch, das auf kleinstem Raum viele Millionen Sonnenmassen vereint. Was zuerst da war – das Schwarze Loch oder die Galaxie – oder ob sich beide unisono entwickelt haben, ist eine der grossen ungelösten Fragen der Astrophysik. Zu den vielen Szenarien, die in der Vergangenheit entwickelt wurden, ist nun ein neues hinzugekommen. Ein europäisches Team von Astronomen hat Hinweise darauf gefunden, dass Schwarze Löcher tatkräftig dabei mithelfen könnten, ihre Wirtsgalaxie zu «bauen».1

Das neue Szenario der Galaxienbildung stützt sich im Wesentlichen auf die Untersuchung eines 5 Milliarden Lichtjahre entfernten Quasars, der bereits im Jahr 2005 die Aufmerksamkeit der Astronomen erregt hatte. Quasare sind Schwarze Löcher, die in ihrer unmittelbaren Umgebung ausreichend Materie vorfinden, die sie verschlingen können. Bevor die Materie auf Nimmerwiedersehen verschwindet, leuchtet sie intensiv. Deshalb sind Quasare bis zum Rand des Universums hin sichtbar.

Was die Forscher seinerzeit stutzig gemacht hatte, war die Tatsache, dass der von ihnen untersuchte Quasar kein Zuhause zu haben schien. Weder auf Aufnahmen des Hubble-Teleskops noch auf jenen des Very Large Telescope war eine Wirtsgalaxie zu erkennen. Das habe zu zahlreichen Spekulationen geführt, erinnert sich Knud Jahnke vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, der damals an der Untersuchung beteiligt war. Unter anderem habe man überlegt, ob der «nackte» Quasar möglicherweise bei einer Galaxienkollision aus seiner Galaxie herausgeschleudert worden sei.

Heute hält Jahnke diese Interpretation für unwahrscheinlich. Zwar hätten auch neuere Untersuchungen im infraroten Wellenlängenbereich noch keinen entscheidenden Hinweis auf die Existenz einer Wirtsgalaxie geliefert. Er hält es aber für möglich, dass die Galaxie mit empfindlicheren Nachweismethoden zum Vorschein kommen könnte.

Damit würde der Quasar zwar den Nimbus des Ungewöhnlichen verlieren. Uninteressant wäre er deshalb aber nicht. Bei den Untersuchungen im infraroten Wellenlängenbereich stellten Jahnke und seine Kollegen nämlich fest, dass es in direkter Nachbarschaft des Quasars eine noch junge Galaxie gibt, in der rund 350 Sterne pro Jahr entstehen. Diese Geburtsrate ist 100-mal höher als das, was man von Galaxien wie der Milchstrasse kennt. Die Forscher glauben deshalb, dass der Quasar als Geburtshelfer fungiert. Einer der beiden hochenergetischen Teilchenjets, die der Quasar ausstösst, ist nämlich genau auf die Nachbargalaxie gerichtet. Er könnte dort in kalten Gaswolken die Sternbildung anregen, so die Hypothese.

Noch sind der Quasar und die Nachbargalaxie 22 000 Lichtjahre voneinander entfernt. Da sie sich jedoch aufgrund von Gezeitenkräften langsam aufeinander zubewegen, werden sie in einigen hundert Millionen Jahren miteinander verschmelzen. Der Quasar käme so zu einem Zuhause, das er in Teilen selbst mitgebaut hat.

Dieses neue Szenario der Galaxienbildung stützt sich bis anhin nur auf eine einzige Beobachtung. Jahnke glaubt jedoch, dass solche Prozesse im frühen Universum häufiger waren. Für das Szenario spreche vor allem, dass es einen bisher unverstandenen Befund erklären könne. Astronomen zerbrechen sich den Kopf darüber, warum man im Zentralbereich einer Galaxie umso mehr Sterne findet, je massereicher ihr Schwarzes Loch ist. Im neuen Szenario lautet die Antwort: weil der Teilchenjet, der die Sternbildung anregt, umso energiereicher ist, je massereicher und damit gefrässiger das Schwarze Loch ist.

1 Astronomy & Astrophysics 507, 1359-1374 (2009).

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~ von Panther Ray - Dezember 9, 2009.

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