Supermassereiches Schwarzes Loch aus Galaxie geschleudert

  • 07. June 2012

Gravitationswellen katapultieren Schwarzes Loch auf mehrere Millionen Stundenkilometer.

Eine erstaunliche Entdeckung haben Astronomen in der vier Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie CID-42 gemacht. Kombinierte Messungen im sichtbaren und Röntgenbereich deuten darauf hin, dass ein supermassereiches Schwarzes Loch mit hoher Geschwindigkeit aus der Galaxie herausgeschleudert wurde. Die Forscher vermuten, dass bei der Vereinigung zweier Galaxien auch die zentralen supermassereichen Schwarzen Löcher dieser Galaxien miteinander verschmolzen sind. Wie die Forscher berichten, seien hierbei stark asymmetrische Gravitationswellen freigesetzt worden, wodurch das viele Millionen Sonnenmassen schwere Schwarze Loch einen enormen Rückstoß erhielt und auf knapp fünf Millionen Stundenkilometer beschleunigt wurde. Sollte diese Hypothese richtig sein, dann könnten draußen im intergalaktischen Raum viele solcher Objekte kaum sichtbar durchs All rasen.

Abb.: Galaxie CID-42 in verschiedenen Wellenlängen. Im großen Bild die optische Weitfeldaufnahme; rechts vergrößert von oben nach unten das Röntgen-, optische und kombinierte Bild. Nur eine Röntgenquelle ist zu sehen, aber zwei Quellen im optischen Bereich. (Bild: Röntgen: NASA/CXC/SAO/F.Civano et al; Optisch: NASA/STScI; Optisch (Weitfeld): CFHT, NASA/STScI)

Abb.: Galaxie CID-42 in verschiedenen Wellenlängen. Im großen Bild die optische Weitfeldaufnahme; rechts vergrößert von oben nach unten das Röntgen-, optische und kombinierte Bild. Nur eine Röntgenquelle ist zu sehen, aber zwei Quellen im optischen Bereich. (Bild: Röntgen: NASA/CXC/SAO/F.Civano et al; Optisch: NASA/STScI; Optisch (Weitfeld): CFHT, NASA/STScI)

Bereits auf früheren Aufnahmen waren im sichtbaren Spektrum zwei helle Bereiche in der Galaxie CID-42 zu sehen. Aus der Spektralanalyse ergab sich, dass der linke untere Fleck sich mit großer Geschwindigkeit von der Galaxie wegbewegte. Auf Röntgenaufnahmen waren diese Bereiche aber nicht näher aufzulösen, so dass unklar blieb, ob nur einer oder beide dieser Bereiche supermassereiche Schwarze Löcher sein konnten.

Eine Messkampagne mit mehreren Teleskopen brachte nun Aufklärung. Insbesondere die eintägige Beobachtung mit der hochauflösenden Kamera des Chandra-Weltraumteleskops zeigte, dass nur der linke untere Bereich Röntgenstrahlung aussendet. Dieses Objekt identifizierten die Astronomen deshalb mit dem Supermassiven Schwarzen Loch; der andere, ruhende Bereich ist das helle Sterngebiet des Zentrums der Galaxie.

Wie die Astronomin Francesca Civano berichtet, ist es „schwer zu glauben, dass ein viele Millionen Sonnenmassen schweres supermassereiches Schwarzes Loch überhaupt bewegt werden kann, ganz zu schweigen davon, dass es mit enormer Geschwindigkeit aus einer Galaxie herauskatapultiert wird. Aber diese neuen Daten sprechen für die These, dass Gravitationswellen eine extrem starke Kraft ausüben können.“ Dies deckt sich auch mit neuesten Erkenntnissen aus Computersimulationen.

Es gibt auch zwei alternative Erklärungen für die Beobachtungsdaten. So könnte bei einem Zusammentreffen dreier Schwarzer Löcher das leichteste hinauskatapultiert worden sein; oder zwei Schwarze Löcher umkreisen sich spiralförmig mit hoher Geschwindigkeit. In beiden Fällen müsste aber mindestens eines von ihnen stark verdeckt sein, was die Forscher als unwahrscheinlich ansehen.

Dirk Eidemüller

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