Zwei Schwarze Löcher der Superlative

Astronomen entdecken das bislang massereichste Schwarze Loch - und den stärksten je beobachteten Quasar-Materieausfluss

London/Wien - Auf den ersten Blick scheint die Galaxie NGC 1277 im Sternbild Perseus alles andere als außergewöhnlich. Sie ist mit 220 Millionen Lichtjahren Entfernung ziemlich weit weg von unserer Milchstraße und hat gerade einmal zehn Prozent der Masse und der Größe unserer eigenen Galaxie, die aus 100 bis 300 Milliarden Sternen (neben unserer eigenen Sonne) besteht.

Das Zentrum von NGC 1277 hat es aber buchstäblich in sich, wie US-Astronomen herausgefunden haben: Dort existiert nämlich das massereichste je beobachtete Schwarze Loch, berichten die Wissenschafter um Remco van den Bosch (Max-PLanck-Institut für Astronomie in Königstuhl) im Wissenschaftsmagazin Nature.

Bisher gingen Astrophysiker davon aus, dass die Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien gerade einmal für 0,1 Prozent der Masse ihrer Galaxie verantwortlich sind. Im Fall von NGC 1277 sieht dieses Verhältnis allerdings ganz anders aus: Nach den Berechnungen der Astronomen trägt das Schwarze Loch rekordverdächtige 14 Prozent zur Gesamtmasse der Galaxie bei.

Zwar wurde ein Wert von elf Prozent auch schon einmal beobachtet. Doch in dem Fall handelte es sich mit NGC 4486B um eine extrem kleine Galaxie. Entsprechend gigantisch sind die Dimensionen des neu entdeckten Schwarzen Lochs, wenn man sie mit bekannten Maßzahlen vergleicht: Laut van den Bosch und Kollegen ist es 17 Milliarden Mal so schwer wie unsere Sonne, und seine Ausdehnung ist 11 Mal größer als die des Sonnensystems bis zum äußersten Planeten Neptun.

"Das ist eine wirklich schrullige Galaxie", sagt Ko-Autor Karl Gebhardt über NGC 1277: "Sie ist fast zur Gänze ein Schwarzes Loch - und könnte das erste Beispiel für eine ganz neue Klasse von Galaxien werde." Einig sind sich die Forscher jedenfalls, dass sie Dimensionen des Objekts so sehr von der Norm abweichen, dass es auch einige Annahmen über die Entstehung von Galaxien und Schwarzen Löchern über den Haufen werfen könnte.

Gigantische Energieschleuder

Etwas anders ist das im Fall des Quasars mit der Katalognummer SDSS J1106+1939, der zweiten Entdeckung der Superlative. Quasare sind extrem hell leuchtende Zentren ferner, aktiver Galaxien. Astronomen gehen davon aus, dass es sich dabei um supermassereiche Schwarze Löcher handelt. So ein gigantisches Schwarzes Loch verschlingt wie ein kosmischer Mahlstrom die Materie um sich herum, schleudert dabei jedoch einen Teil dieser Materie wieder ins All hinaus.

Simulationsrechnungen deuten darauf hin, dass der starke Einfluss dieser Materieflüsse auf die Galaxien, innerhalb derer sie sich bilden, mehrere Rätsel der modernen Kosmologie lösen könnte, - zum Beispiel wie die Masse einer Galaxie mit der Masse des Schwarzen Lochs zusammenhängt oder warum es nur so wenige große Galaxien gibt. Bislang war jedoch unklar, ob Quasare überhaupt in der Lage sind, die für diese Phänomene notwendigen Energiemengen zu liefern.

Mit dem Very Large Telescope der Eso hat ein internationales Astronomenteam um Nahum Arav (Technischen Universität von Virginia in Blacksburg) nun für Klarheit gesorgt: Der Quasar im Sternbild Löwe schleudert jedes Jahr die Masse von rund 400 Sonnen ins All, und zwar mit knapp 30 Millionen Kilometern pro Stunde. Anders formuliert: In diesem Strom vereint sich zwei Billionen Mal mehr Energie als unsere Sonne abstrahlt.

Damit ist der Materiestrom von Quasar SDSS J1106+1939 mindestens fünfmal so stark ist wie der vorige Rekordhalter - und es "ist es erstmals gelungen, einen Quasar-Materiefluss zu messen, der so hohe Energiemengen zeigt wie von der Theorie vorhergesagt", sagt Arav. Alle zuvor beobachteten Quasar-Materieflüsse seien nicht so stark gewesen wie von Theoretikern erwartet.

"Nach etwas Derartigem haben wir Jahrzehnte gesucht, resümiert der Astronom, der eigenen Angaben nach immer noch unglaublich aufgeregt ist, " einen dieser lange vorhergesagten Monster-Materie-flüsse gefunden zu haben". (Klaus Taschwer, DER STANDARD, 29. 11. 2012)