Galaktischer Springbrunnen

  • 07. November 2018

Gewaltige Fontäne aus molekularem Gas im Galaxienhaufen Abell 2597.

Gerade einmal eine Milliarde Licht­jahre entfernt befindet sich in dem vergleichs­weise nahen Galaxien­haufen Abell 2597 ein gigan­tischer galaktischer Spring­brunnen. Angetrieben durch ein masse­reiches schwarzes Loch im Herzen einer fernen Galaxie wird ein riesiger Strom aus kaltem, molekularem Gas ins All geschleudert, welches in Form einer inter­galaktischen Sintflut zurück auf das schwarze Loch nieder­regnet. Einfall und Ausfluss einer solch großen kosmischen Fontäne sind bisher noch nie gemeinsam beobachtet worden. Sie hat ihren Ursprung in den innersten 100.000 Lichtjahren der hellsten Sternen­insel des Abell 2597-Haufens.

Abb.: Galaktischer Springbrunnen: Die gewaltige Fontäne aus molekularem Gas wird von einem schwarzen Loch in dem hellsten Mitglied des Galaxienhaufens Abell 2597 gespeist. (Bild: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Tremblay et al., NRAO / AUI / NSF / B. Saxton, NASA / Chandra, ESO / VLT)

Abb.: Galaktischer Springbrunnen: Die gewaltige Fontäne aus molekularem Gas wird von einem schwarzen Loch in dem hellsten Mitglied des Galaxienhaufens Abell 2597 gespeist. (Bild: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / Tremblay et al., NRAO / AUI / NSF / B. Saxton, NASA / Chandra, ESO / VLT)

„Dies ist möglicher­weise das erste System, in dem wir klare Beweise für den Zustrom von kaltem mole­kularem Gas in Richtung des schwarzen Lochs zusammen mit ihrem Ausstoß oder Auswurf durch Jets finden, die das schwarze Loch auslöst“, sagt Grant Tremblay vom Harvard-Smith­sonian Center for Astrophysics. „Das supermasse­reiche schwarze Loch im Zentrum dieser riesigen Galaxie wirkt wie eine mechanische Pumpe in einem Spring­brunnen.“ Tremblay und seine Mitarbeiter nutzten das ALMA Obser­vatorium, um die Position und Bewegung von Kohlenmonoxid­molekülen im Nebel zu erfassen. Diese kalten Moleküle mit Tempera­turen von bis zu minus 250-260 Grad Celsius fallen nach innen auf das schwarze Loch zu. Die Arbeits­gruppe nutzte auch Daten des Instruments MUSE des Very Large Telescope VLT der ESO, um wärmeres Gas zu unter­suchen, das in Form von Jets nahe dem schwarzen Loch ausge­stoßen wird.

„Die sehr sorg­fältige gekoppelte Analyse des Objekts mit Daten von ALMA und MUSE ist einzigartig“, erklärte Tremblay. „Die beiden Instrumente ergeben eine unglaub­lich starke Kombination.“ Gemeinsam ergeben die beiden Datensätze ein voll­ständiges Bild dieses Vorgangs: Kaltes Gas fällt auf das schwarze Loch zu, wird in seiner Nähe stark beschleunigt und durch die Reibung extrem aufgeheizt, bevor es unter hoher Geschwin­digkeit mittels Jets als glühendes Plasma in die Leere des Alls zurück­geschleudert wird. Diese Jets schießen aus dem schwarzen Loch wie ein beein­druckender galak­tischer Spring­brunnen hervor. Ohne jegliche Hoffnung, dem gravitativen Griff der Galaxie entkommen zu können, kühlt sich das Plasma ab und regnet schließlich zurück auf das schwarze Loch nieder, wo der Kreislauf erneut beginnt.

Diese beispiel­lose Beobachtung könnte Aufschluss über den Lebens­zyklus von Galaxien geben. Die Wissen­schaftler vermuten, dass dieser Prozess nicht nur verbreitet zu sein scheint, sondern auch wesentlich für das Verständnis der Galaxien­bildung sein könnte. Während Einfall und Auswurf von kaltem moleku­larem Gas bereits früher beobachtet wurden, ist dies das erste Mal, dass beide Phänomene innerhalb ein und desselben Systems gefunden wurden. Dies ist der Beleg dafür, dass sie Teil desselben gewaltigen Prozesses sind. Abell 2597 befindet sich im Sternbild Wassermann und ist nach seiner Mitglied­schaft im Abell-Katalog der galaxien­reichen Haufen benannt. Der Katalog enthält ebenfalls den Fornax-Haufen, den Herkules-Haufen und den Pandora-Haufen.

ESO / JOL

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