Supermassereiche Schwarze Löcher wahren ihr Geheimnis

16. Jänner 2011, 19:56
114 Postings

Umfangreiche Studie zeigt: Die gängige Hypothese zur "Fütterung" der gewaltigen Objekte durch Galaxien-Kollisionen lässt sich nicht belegen

Heidelberg - Im Gegensatz zu stellaren Schwarzen Löchern, die das Endstadium eines einzelnen Sterns darstellen und eine entsprechend geringe Masse haben, bringen supermassereiche Schwarze Löcher, die in den Zentren vieler Galaxien vermutet werden, den millionen- bis milliardenfachen Wert auf die fiktive Waage. Wenn in einer Galaxis soviel Materie in ein solches Schwarzes Loch stürzt, dass man einen enormen Energieausstoß anmessen kann, spricht man von einem aktiven Galaxienkern (AGN). 

Gängige Hypothese

Wie solche Objekte entstehen und mit Materie versorgt werden, ist Gegenstand von jeder Menge offener Fragen. Eine bislang gängige Vermutung lautete, dass der Löwenanteil des Materietransports die Folge einer galaktischen Kollision sein könnte: Verschmilzt eine Galaxie mit einer ähnlich großen anderen, würde das Galaxiengas dramatisch gestört, und einiges davon würde in Richtung des zentralen Schwarzen Loches der Galaxie fallen. Mauricio Cisternas und Knud Jahnke vom Max-Planck-Institut für Astronomie stellen diesen Mechanismus in einer im "Astrophysical Journal" präsentierten Studie in Frage.

Der Gedankengang hinter ihrer Untersuchung ist einfach: AGN-Galaxien müssten obiger Hypothese zufolge zugleich diejenigen sein, die Spuren einer Kollision zeigen - und das lässt sich relativ leicht feststellen: Dass eine Galaxie in den letzten hunderten Millionen Jahren an einer großen Verschmelzung teilgenommen hat, zeigt sich daran, dass die Form der Galaxie in charakteristischer Weise verzerrt ist. Der Teufel steckt aber im Detail: "charakteristisch verzerrt" ist nämlich eine durchaus subjektive Kategorie.

Astronomische Blindstudie

Die Studienautoren griffen daher zu einem Trick, als sie Astronomen einen umfassenden Galaxienkatalog zur Begutachtung vorlegten: Cisternas entfernte diejenigen Bildbestandteile, die auf die Aktivität einer Galaxie hinweisen, sodass die Gutachter keine Möglichkeit hatten, anhand des Bildes zu erkennen, ob sie es mit einer aktiven oder inaktiven Galaxie zu tun hatten. Schließlich waren die Astronomen mit der Verschmelzungshypothese vertraut; es bestand also die Gefahr, dass sie unbewusst AGN-Galaxien eher als "verzerrt" wahrnehmen würden als nicht-aktive Galaxien.

Die Einschätzungen der Gutachter erwiesen sich als durchaus unterschiedlich - ein Zeichen für die Subjektivität der Wahrnehmung. Doch bei dem entscheidenden Aspekt kamen alle innerhalb ihrer persönlichen Bewertungsmuster zu dem gleichen Ergebnis: Keine der Klassifikationen zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen aktiven und inaktiven Galaxien. Es gab also keinen signifikanten Zusammenhang zwischen der Aktivität einer Galaxie und ihrer Verzerrung, und damit offenbar keinen Zusammenhang zwischen der "Wohlgenährtheit" des Schwarzen Lochs einer Galaxie und der Teilnahme der Galaxie an großen Verschmelzungsereignissen. Bei einer Zahl von 1.400 untersuchten Galaxien hat dieses Ergebnis einige Aussagekraft. 

Alternative Erklärungsversuche

Dies bedeutet nicht, dass Galaxienkollisionen, die im Universum recht häufig stattfinden, keine Rolle für die Entstehung und Fütterung supermassereicher Schwarzer Löcher spielen. Sie sind aber offenbar nicht der alleinige und womöglich nicht einmal der wichtigste Mechanismus, der ein solches Objekt entstehen lässt. Es muss also noch andere Varianten geben, wie große Materiemengen zu den zentralen Schwarzen Löchern transportiert werden: Möglicherweise spielen die "Balken", die manche Spiralgalaxien - unter anderem auch unsere Milchstraße - haben, dabei eine Rolle, vielleicht sind es Zusammenstöße gigantischer Molekülwolken innerhalb einer Galaxie. Es könnte auch der nahe Vorbeiflug einer anderen Galaxie, bei dem es aber nicht zu einer Verschmelzung kommt, sein - ein Phänomen, für das es den schönen Ausdruck "galaktische Belästigung" gibt.

Da das Licht der ältesten untersuchten Galaxien acht Milliarden Jahre bis zu uns unterwegs war, wollen die Astronomen die Verschmelzungshypothese nun auch in weiter entfernten Regionen überprüfen - vielleicht hat der in jüngerer Zeit nicht mehr so bedeutende Mechanismus ja in einer früheren Phase des Universums eine größere Rolle gespielt. (red)

  • Galaxien mit aktivem Kern (links) und inaktive - erstere sollten öfter Verzerrungen, die typischen Nachwehen einer großen Kollision, aufweisen. Das tun sie jedoch nicht, wie eine aktuelle Studie zeigte.
    foto: nasa/esa und m. cisternas (mpia)

    Galaxien mit aktivem Kern (links) und inaktive - erstere sollten öfter Verzerrungen, die typischen Nachwehen einer großen Kollision, aufweisen. Das tun sie jedoch nicht, wie eine aktuelle Studie zeigte.

Share if you care.