HENIZE 2-10
Kleine Galaxie, gewaltiges Schwarzes Loch
von Stefan Deiters
astronews.com
14. Januar 2011

Astronomen haben in einer nahen Zwerggalaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch aufgespürt, wie es sich sonst meist nur in wesentlich größeren Systemen findet. Die überraschende Entdeckung könnte den Wissenschaftlern einiges darüber verraten, wie Schwarze Löcher und Galaxien in der frühen Geschichte des Universums gewachsen sind. 

Dieses Bild von Henize 2-10 basiert auf Beobachtungen von Hubble, Chandra und dem Very Large Array (VLA). Die Röntgendaten von Chandra erscheinen violett, die Radiodaten des VLA gelb und die Hubble-Daten rot, grün und blau. Im Zentrum der Galaxie ist ein sehr heller Bereich zu erkennen, bei dem es sich um die Strahlung aus der direkten Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs handeln dürfte. Bild: NASA / CXC / University of Virginia / A.Reines et al. (Röntgen), NRAO / AUI / NSF (Radio),  NASA / STScI (optisch)  [Großansicht]

Die Galaxie, in der Astronomen jetzt ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der rund einemillionenfachen Masse unserer Sonne entdeckt haben, liegt etwa 30 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und wird schon seit vielen Jahren untersucht - unter anderem auch deshalb, weil in dem System mit Namen Henize 2-10 gerade mit einer hohen Rate neue Sterne entstehen. Die Zwerggalaxie hat nur eine Ausdehnung von rund 3.000 Lichtjahren. Sie ist damit deutlich kleiner als unsere etwa 100.000 Lichtjahre durchmessende Milchstraße. Die Galaxie könnte den Galaxien ähneln, die sich als erstes im Universum gebildet haben.

"Diese Galaxie verrät uns einiges über die frühe Phase der Galaxienentwicklung im Universum, die man bislang noch nicht beobachtet hat", erklärt Amy Reines, eine Doktorandin der University of Virginia. Die Entdeckung eines so massereichen Schwarzen Lochs in einer so kleinen Galaxie deutet nach Ansicht der Astronomen darauf hin, dass die supermassereichen Schwarzen Löcher vor den Galaxien entstanden sein müssen.

Supermassereiche Schwarze Löcher finden sich in den Zentren von nahezu allen "normalen" Galaxien. In unserem lokalen Universum konnte man zudem feststellen, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen der Masse der zentralen Materieansammlung einer Galaxien, dem sogenannten Bulge, und der Masse des supermassereichen Schwarzes Lochs im Zentrum gibt. Daraus folgerten die Forscher, dass sich das Wachstum der Bulges und der Schwarzen Löcher irgendwie gegenseitig beeinflussen muss.

Vor zwei Jahren konnten Astronomen dann zeigen, dass massereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien im frühen Universum deutlich massereicher waren, als sie nach der in unserer Umgebung entdeckten Gesetzmäßigkeit sein sollten. Dies deutete nach Ansicht der Forscher darauf hin, dass die Schwarzen Löcher vor den Galaxien entstanden sind, in deren Zentrum sie sich befinden. 

"Jetzt haben wir eine Zwerggalaxie entdeckt, die gar keinen Bulge, aber ein supermassereiches Schwarzes Loch hat", erklärt Reines die Bedeutung des Fundes. "Dies ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass die Vermutung, nach der sich Schwarze Löcher vor dem Bulge einer Galaxie gebildet haben, richtig ist."

Reines und ihre Kollegen hatten Henize 2-10 mit dem Weltraumteleskop Hubble und dem Very Large Array-Radioteleskop beobachtet und waren dabei auf eine im Radiobereich sehr helle Region in der Nähe des Zentrums von Henize 2-10 gestoßen, die die Astronomen an die Radioemissionen von extrem schnellen Jets erinnerten, die aus der Nähe von supermassereichen Schwarzen Löchern ins All ausgestoßen werden. Sie untersuchten die Region anschließend mit dem Röntgenteleskop Chandra und fanden an derselben Stelle auch eine starke Röntgenabstrahlung. Beides zusammen ist ein deutlicher Hinweis auf einen aktiven Galaxienkern, in dem sich ein supermassereiches Schwarzes Loch verbirgt.

"Man kennt nicht viele Zwerggalaxien, die supermassereiche Schwarze Löcher besitzen", so Gregory Sivakoff von der University of Virginia und dem National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Galaxien, in denen Schwarze Löcher von vergleichbarer Größe wie in Henize 2-10 gefunden wurden, hatten eine deutlich regelmäßigere Form. Henize 2-10 hingegen hat nicht nur eine irreguläre Form und eine sehr geringe Größe, in der Galaxie entstehen darüber hinaus auch noch mit hoher Rate neue Sterne und dies in zahlreichen sehr dichten "Supersternhaufen".

"Diese Galaxie ähnelt damit vermutlich denen im sehr jungen Universum, als sich die Galaxien gerade anfingen zu bilden und noch sehr häufig kollidierten", meint Kelsey Johnson, auch von der University of Virginia und dem NRAO. "Alle ihre Eigenschaften und auch die des supermassereichen Schwarzen Lochs liefern uns wichtige Hinweise darauf, wie die Schwarzen Löcher und Galaxien in der damaligen Zeit entstanden sind."

Die Astronomen berichteten über ihre Beobachtungen in dieser Woche auf einer Tagung der American Astronomical Society in Seattle und zudem in einem Fachartikel, der online in Nature erschienen ist.