NASA-Röntgenteleskop Chandra entdeckt machtvolle Eruptionen eines gigantischen schwarzen Lochs

28-01-2016 19:52:45 Autor:   Troy Oakes Kategorien:   Weltall , Forschung

Astronomen untersuchen mithilfe des NASA-Röntgenteleskopes Chandra eines der Erde am nächsten gelegenes, supermassereiches schwarzes Loch, das gegenwärtig machtvolle Ausbrüche produziert. (Bild: X-ray: NASA/CXC/Univ of Texas/E.Schlegel et al; Optical: NASA/STScI)

Unter Verwendung des NASA-Röntgenteleskopes Chandra wurden Beweise für machtvolle Eruptionen gefunden, die von einem gigantischen schwarzen Loch produziert werden.

Astronomen entdeckten Eruptionen in dem supermassereichem schwarzen Loch, das im Zentrum der kleinen Galaxie NGC 5195 liegt. Diese Galaxie überlappt sich mit dem Seitenarm der großen Spiralgalaxie NGC 5194, die auch als „Whirlpool” bezeichnet wird. Beide Galaxien gehören zum Messier 51 Galaxiesystem, das sich in 26 Millionen Lichtjahren Entfernung von der Erde befindet.

„Zum Vergleich: Astronomen sprechen oft davon, dass schwarze Löcher Sterne und Gas essen. Offensichtlich scheint es auch so zu sein, dass sie nach ihrem Mahl rülpsen können“, sagte Erich Schlegel von der Universität in Texas in San Antonio, der die Untersuchung leitete.

„Unsere Beobachtung ist bedeutsam, weil dieses Verhalten wahrscheinlich sehr oft in jungen Universen geschieht und die Entwicklung einer Galaxie verändert. Es ist normal, dass ein schwarzes Loch Gas auswirft, aber es ist selten, eine so klare Sicht auf diese Ereignisse zu bekommen“, erklärte Schlegel weiter.

 

Die „auswerfende Galaxie“ wurde im Messier 51 System gefunden, das 26 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist und eine große Spiralgalaxie enthält, die NGC 5194, auch bekannt unter dem Spitznamen „Whirlpool“. Sie vereinigt sich mit einer kleineren, begleitenden Galaxie NGC 5195. Das Hauptpaneel zeigt M51 im sichtbaren Licht vom Hubble Teleskop (rot, grün, blau). Der Kasten oben im Bild deutet auf die mit Chandra kürzlich gefundene Feldsicht, die sich auf die kleineren Komponenten M51 und NGC 5195 konzentriert. Der Ausschnitt rechts zeigt Details von Chandras Daten (blau) aus der Region. Forscher fanden ein Paar von Bögen in der Röntgenabstrahlung in der Nähe des Zentrums der Galaxie, die sie als zwei Ausbrüche von dem supermassiven schwarzen Loch der Galaxie interpretieren. Die Autoren schätzen, dass der innere Bogen drei Millionen Jahre benötigte, um seine jetzige Position zu erhalten, und der äußere Bogen drei bis sechs Millionen Jahre (Bild: X-ray: NASA/CXC/Univ of Texas/E.Schlegel et al; Optical: NASA/STScI).

 

Schlegel und seine Kollegen entdeckten in Chandra’s Daten zwei Bögen von Röntgenabstrahlungen in der Nähe des Zentrums von NGC 5185.

„Wir denken, diese Bögen repräsentieren Überreste von zwei enormen Auswürfen, die das schwarze Loch nach außen in die Galaxie abgab”, sagte Mitautorin Christine Jones des Harvard-Smith Zentrums für Astrophysik (CfA) in Cambridge. „Diese Aktivität wird wahrscheinlich einen großen Einfluss auf die kosmische Umgebung gehabt haben.“

Genau außerhalb des äußeren Röntgenstrahlbogens entdeckten die Forscher auf einer Aufnahme des 0,9-Meter Teleskopes des Kitt Peak National Observatoriums eine Region von Auswürfen von relativ kühlem Wasserstoffgas. Dies weist daraufhin an, dass das heißere, Röntgenstrahlen emittierende Gas das Wasserstoffgas aus dem Zentrum der Galaxie „umgepflügt“ oder ausgefegt hat. Dies ist ein typischer Fall, wenn ein supermassives schwarzes Loch seine Elterngalaxie auf eine Weise beeinflusst, die Astronomen als „Feedback“ bezeichnen.

In NGC 5195 deutet das glühende Gas um den Röntgenstrahlbogen an, dass der äußere Bogen genug Material aufgeworfen hat, um die Formation neuer Sterne zu veranlassen.

„Wir denken, dass das 'Feedback' Galaxien davon abhält, zu groß zu werden”, sagte Mitautorin Marie Machacek vom CfA . „Aber gleichzeitig kann es dafür verantwortlich sein, wie einige Sterne gebildet werden. Dies beweist, dass schwarze Löcher auch etwas erschaffen und nicht nur zerstören können.“

Die Astronomen vermuten, dass der Auswurf des supermassiven schwarzen Loches in NGC 5195 durch die Interaktion dieser kleineren Galaxie mit seiner begleitenden größeren Galaxie zustande kam, wodurch Gas in das schwarze Loch trichterförmig eingeleitet wurde. Die Energie, die durch die einfallende Materie erzeugt wurde, veranlasste dann die Ausbrüche. Das Team schätzt, dass der innere Bogen ein bis drei Millionen Jahre gebraucht hat, um seine gegenwärtige Position zu erreichen, und dass es drei bis sechs Millionen Jahre beim äußeren Bogen waren.

Die Bögen sind auch etwas Besonderes aufgrund ihrer Lage in der Galaxie. So liegen sie deutlich außerhalb der Region, wo sehr schnelle Ausbrüche oder Winde von aktiven supermassiven schwarzen Löchern in anderen Galaxien entdeckt wurden, jedoch innerhalb viel größerer Löcher und dunkler, fadenförmiger Gebilde in der Chromosphäre, die im heißen Gas von vielen massiven Galaxien beobachtet wurden. Als solche könnten sie eine seltene Sicht auf ein Zwischenstadium im „Feedback-Prozess“ zwischen interstellarem Gas und schwarzem Loch repräsentieren.

Diese Ergebnisse wurden im Januar 2016 auf dem 227. Treffen der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft in Kissimmee präsentiert und wurden im The Astrophysical Journal zu Papier gebracht. Laura Vega von der Fisk Universität und vom Vanderbild Universitätsaustausch Programm in Nashville, Tennessee, war auch Mitautorin des Berichtes. NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, betreute und leitete das Chandra Programm für NASA’s Science Mission Direktion in Washington. Das Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, überwachte Chandra’s Wissenschafts- und Flug-Projekte.

Journal ´Reference: Astrophysical Journal

 

 

 

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