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Das Geheimnis der Kaulquappen-Galaxien
von Stefan
Deiters
astronews.com
11. Januar 2006
In nahezu allen Galaxien findet sich im Zentrum ein
supermassereiches Schwarzes Loch. Doch wie diese gewaltigen Schwerkraftfallen
entstanden sind, ist den Astronomen nach wie vor nicht klar. Jetzt lieferte das
Hubble-Weltraumteleskop neue Hinweise: Die Auswertung einer Reihe von
weit entfernten Galaxien scheint darauf hinzudeuten, dass Schwarze Löcher
durch wiederholte Galaxienkollisionen wachen.
Galerie von "Tadpole"-Galaxien im Hubble Ultra
Deep Field. Bild: NASA, A. Straughn, S. Cohen
und R. Windhorst (Arizona State University) und das HUDF Team (Space
Telescope Science Institute)
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"Durch das Studium von weit entfernten Galaxien im Hubble Ultra Deep Field
(HUDF) konnten wir erstmals einen statistischen Beweis dafür herausarbeiten,
dass das Wachstum von supermassereichen Schwarzen Löchern mit dem Wachsen von
Galaxien gekoppelt ist", erläutert Rogier Windhorst von der Arizona State
University. "Schwarze Löcher wachsen, indem sie Sterne, Gas und Staub
verschlingen. Und dies gelingt ihnen besonders gut, wenn zwei Galaxien gerade
verschmelzen."
Die neuen Beobachtungsdaten stützen nach Ansicht der Astronomen auch eine
auf Computersimulationen basierende theoretische Vorhersage, nach der die
Produkte von Galaxienverschmelzungen in eine große Menge von Staub eingehüllt
sind, so dass man die große Aktivität des Schwarzen Lochs nicht beobachten kann.
Die Simulationen deuten darauf hin, dass es bis zu einer Milliarden Jahre dauen
kann, bis sich der Staub quasi "gelegt" hat und man die Strahlung sehen kann,
die entsteht, wenn Schwarze Löcher in großer Menge Material verschlingen. Dies
würde sich dann durch Helligkeitsänderungen bei der jeweiligen Galaxie verraten.
Die beiden Gruppen von Astronomen, die sich mit den HUDF-Daten befasst haben,
glauben, zwei deutlich unterscheidbare Phasen in der Entwicklung von Galaxien
unterscheiden zu können: Die "Tadpole"-, oder Kaulquappen-Phase, in der die
zentralen Schwarzen Löcher noch von Staub verborgen sind und eine Periode, in
der sich dieser Staub verzogen hat und man das Schwarze Loch beim Verschlingen
von Material indirekt beobachten kann.
"Die Tatsache, dass sich diese Phasen so deutlich unterscheiden lassen, hat
uns ein wenig überrascht", erklärt Windhorst. "Im Allgemeinen nimmt man nämlich
an, dass die Verschmelzung von Galaxien und die Aktivität des zentralen
Schwarzen Lochs eng miteinander verzahnt ist." Durch die Daten aus dem Hubble
Ultra Deep Field konnten die Astronomen nun einen Blick in die Vergangenheit
tun und Galaxien in ihrer Jugendphase studieren. Deep Field-Aufnahmen
entstehen, wenn ein Teleskop extrem lange auf einen Punkt am Himmel gerichtet
wird, so dass auch sehr lichtschwache und weit entfernt Objekte sichtbar werden.
Weit entfernte Objekte sehen wir dann zu einer Zeit, in der das Universum
deutlich jünger war.
Mit den HUDF-Daten konnten die Astronomen 5.000 entfernte Galaxien über einen
Zeitraum von vier Monaten studieren. Ein Team um Amber Straughn von der
Arizona State Univerity hat davon 2.700 Galaxien untersucht und darin 165
Tadpole-Galaxien aufgespürt. Diese Galaxien verdanken ihren Namen ihrer
Kaulquappen-förmigen Gestalt, die sich die Forscher durch einen gerade erfolgte
Galaxienverschmelzung erklären. "Überraschenderweise zeigten diese Galaxien
keinerlei Helligkeitsschwankungen", so Straughn. "Diese Helligkeitsschwankungen
entstehen normalerweise, wenn Material in ein Schwarzes Loch hineinspiralt.
Unsere Studie der Tadpole-Galaxien deutet daher darauf hin, dass Schwarze Löcher
in gerade verschmolzenen Galaxien in Staub eingehüllt sind und wir diese
Helligkeitsschwankungen somit nicht sehen könnten."
Eine zweite Gruppe von Forschern unter der Leitung von Seth Cohen, auch von
der Arizona State University, untersuchte 4.600 HUDF-Objekte. Sie spürte
unter diesen 45 Galaxien auf, die keine Tadpole-Galaxien waren und deren
Helligkeit mit der Zeit deutlich schwankte. Dies deutet darauf hin, dass hier
gerade supermassereiche Schwarze Löcher Material verschlingen.
"Normalerweise verschlingt ein Schwarzes Loch einige Dutzend Millionen Jahre
Material", so Windhorst. "Wenn man das auf einen Tag umrechnet, benötigt ein
Schwarzes Loch nur 15 Minuten für seine Mahlzeit. Das ist wirklich Fast-Food."
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