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Winzige Galaxie mit gewaltigem Schwarzen Loch
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
18. September 2014
Astronomen konnten nun zeigen, dass eine ultrakompakte
Zwerggalaxie in der Nachbarschaft der großen Galaxie Messier 60 ein
supermassereiches Schwarzes Loch beherbergt. Es ist die kleinste bekannte
Galaxie, in der ein solches zentrales Schwarzes Loch gefunden wurde. Die Fund
könnte bedeuten, dass derartige Objekte im Kosmos häufiger sind, als bisher
angenommen.
Die Aufnahme des
Hubble-Weltraumteleskops zeigt in der Bildmitte
die große Galaxie M60 und darunter die
ultrakompakte Zwerggalaxie M60-UCD1, in der das
supermassereiche Schwarze Loch gefunden wurde. Zu
der Arp 116 genannten Gruppe gehört auch die
Spiralgalaxie NGC4647 oben rechts.
Bild: NASA / STScI / ESA [Großansicht] |
"Es ist die kleinste und leichteste Galaxie, die wir kennen, welche ein
supermassereiches Schwarzes Loch besitzt", erklärt Anil Seth von der
University of Utah, der die jetzt vorgestellte Untersuchung leitete. "Damit
gehört die Galaxie auch zu den am meisten durch ein Schwarzes Loch dominierten
Sternsystemen überhaupt." Für ihre Entdeckung nutzten die Astronomen sowohl das
mit einem acht Meter durchmessenden Spiegel ausgestattete Gemini-Nord Teleskop
auf dem Mauna Kea auf Hawaii als auch Bilder des Weltraumteleskops Hubble.
Eine Modellierung der Sternbewegung in der Zentralregion der kompakten
Zwerggalaxie M60-UCD1, die Remco van den Bosch vom
Max-Planck-Institut für Astronomie auf
Basis der Beobachtungsdaten vornahm, zeigte, dass die Galaxie ein zentrales
Schwarzes Loch mit einer Masse von 21 Millionen Sonnen besitzen muss.
Die
Beobachtung legt nahe, dass auch viele andere ultrakompakte Zwerggalaxien solche
zentralen Schwarze Löcher beherbergen - und es sich bei diesen Zwerggalaxien um
die Reste viel größerer Galaxien handelt, die bei Kollisionen mit anderen
Galaxien große Teile ihrer ursprünglichen Struktur und damit ihrer Anzahl an
Sternen und Masse verloren haben.
"Das ist eine sehr spannende Entdeckung. Auch einige der größten Sternhaufen
in unserer eigenen Galaxie, wie etwa Omega Centauri, enthalten vermutlich ein
Schwarzes Loch", erläutert Nadine Neumayer vom MPIA, die auch an der Studie
beteiligt war. "Da liegt nahe, dass es sich um die Kernregionen anderer Galaxien
handeln könnte, die unsere Milchstraße sich im Laufe ihrer Entwicklung
einverleibt hat. Der Nachweis des Schwarzen Lochs in M60-UCD1 passt genau in
dieses Bild."
Im Gegensatz zu den überall in Galaxien anzutreffenden "kleinen" stellaren
Schwarzen Löchern, bei denen es sich um die unter der eigenen Schwerkraft
kollabierte Überreste massereicher Sterne handelt, ist die Herkunft der sehr
viel massereicheren Schwarzen Löcher in den Zentren von Galaxien noch eine der
großen offenen Fragen der modernen Astrophysik.
Ihre Entstehung ist offenbar eng mit der Bildung der Galaxien in der
Frühphase des Universums verknüpft. Darauf weist eine vor einigen Jahren an
vielen "normalen" Galaxien entdeckte Beziehung zwischen der Masse zentraler
Schwarzer Löcher und der Massen der sie umgebenen Galaxien hin. So besitzt das
zentrale Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße zwar etwa vier Millionen
Sonnenmassen, aber dies sind weniger als 0,01 Prozent der Gesamtmasse unserer
Heimatgalaxie.
Im Vergleich dazu entsprechen die 21 Millionen Sonnenmassen des zentralen
Schwarzen Lochs in M60-UCD1 etwa 15 Prozent der Gesamtmasse der Zwerggalaxie mit
ihren 140 Millionen Sonnen. Ursprünglich dürfte M60-UCD1 damit sehr viel größer
gewesen sein. Als sie jedoch in die Nähe des Zentrums der noch größeren Galaxie
M60 gelangte, hat sie vermutlich durch die gravitative Wechselwirkung die
allermeisten ihre Sterne und die Dunkle Materie in ihrem Außenbereich an M60
verloren.
Die genaue Umlaufbahn der Zwerggalaxie um M60 ist bislang nicht bekannt, aber
in ferner Zukunft könnte die kleinere Zwerggalaxie sogar gänzlich von M60
verschluckt werden und mit deren Zentrum verschmelzen. M60 ist eine der größten
uns bekannten Galaxien im lokalen Universum und besitzt ein zentrales Schwarzes
Loch von etwa 4,5 Milliarden Sonnenmassen. Es ist damit rund tausendmal
massereicher als das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxis.
Über ihre Entdeckung berichten die Astronomen heute in der
Wissenschaftszeitschrift Nature.
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