Intergalaktische Wolken füttern schwarzes Loch

  • 09. June 2016

Beobachtungen liefern neue Einsichten in die Evo­lu­tion von super­masse­reichen Galaxien­kernen.

Kühle intergalaktische Gaswolken regnen auf das super­masse­reiche schwarze Loch im Zentrum einer großen, eine Milliarde Licht­jahre von der Erde entfernten Galaxie herab. Das zeigen Beob­achtungen mit dem Atacama Large Milli­meter/submilli­meter Array ALMA. Die Beob­achtungen revolu­tionieren die bis­herigen Ansichten der Astronomen darüber, wie super­masse­reiche schwarze Löcher durch Akkretion anwachsen. Bislang gingen die Astronomen davon aus, dass sich super­masse­reiche schwarze Löcher aus­schließ­lich durch eine langsame und gleich­mäßige Zufuhr ioni­sierten Gases aus dem Halo ihrer Wirts­galaxie ernähren. Die neuen ALMA-Beob­achtungen zeigen jedoch, dass auch sehr kaltes moleku­lares Gas aus dem inter­galaktischen Raum in das schwarze Loch fallen kann, wenn die inter­galak­tischen Bedingungen stimmen.

Materieeinfall

Abb.: Künstlerische Darstellung des Materie­ein­falls auf ein super­masse­reiches schwarzes Loch. (Bild: NRAO / AUI / NSF / ESO / NAOJ / D. Berry, SkyWorks)

„Die Vorstellung ist aufregend, dass wir möglicher­weise tat­säch­lich einen galaxien­um­spannenden Regen­guss beob­achten, der ein schwarzes Loch füttert, dessen Masse etwa dem drei­hundert­millionen­fachen der Sonnen­masse entspricht“, sagt Grant Tremblay, Astronom an der Yale Uni­versity in New Haven in den USA. Tremblay und sein Team nahmen mit ALMA den unge­wöhnlich hellen Haufen Abell 2597 aus etwa fünfzig Galaxien in Augen­schein. Der Raum zwischen den Galaxien ist mit heißem, ioni­sierten Gas angefüllt.

„Dieses sehr heiße Gas kann sich schlagartig abkühlen, konden­sieren und auf gleiche Weise wie schwüle Luft in der Erd­atmo­sphäre Regen­wolken und Nieder­schlag erzeugen“, erklärt Tremblay. „Die neu konden­sierten Wolken regnen dann auf die Galaxie hinab, fördern die Stern­ent­stehung und füttern ihr super­masse­reiches schwarzes Loch.“ Mit ALMA konnten die Forscher drei masse­reiche Klumpen kalten Gases beobachten, die mit etwa einer Millionen Kilo­meter pro Stunde in Richtung des super­masse­reichen schwarzen Lochs im Kern der Galaxie rasen. Jede Wolke enthält so viel Materie wie eine Millionen Sonnen und hat einen Durch­messer von mehreren Dutzend Licht­jahren. Zusätz­liche Daten vom Very Long Base­line Array weisen darauf hin, dass die Gas­wolken nur etwa drei­hundert Licht­jahre vom schwarzen Loch im Zentrum entfernt sind.

Die Astronomen vermuten Tausende ähnlicher Wolken in der näheren Um­gebung, die für einen fort­laufenden Sturz­regen auf das schwarze Loch sorgen könnten. Die Wissen­schaftler planen nun, mit ALMA auch in anderen Galaxien nach solchen kosmischen Regen­schauern zu suchen, um heraus­zu­finden, ob dieses kosmische Wetter­phänomen weit verbreitet ist.

ESO / RK

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