Ein viel zu großes Schwarzes Loch gibt Rätsel auf

12. Juli 2015, 21:09
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CID-947 hat ein Zehntel der Masse seiner Heimatgalaxie und kratzt damit an herkömmlichen astronomischen Theorien

Zürich – Sind die Theorien zu Bildung und Wachstum von Galaxien falsch? Oder galten in der Frühzeit des Universums andere Gesetze? Solche Fragen stellen sich nun Astronomen nach der Entdeckung eines unverhältnismäßig großen Schwarzen Lochs in einer weitentfernten Galaxie.

Das Objekt CID-947 wurde von Benny Trakhtenbrot von der ETH Zürich und einem internationalen Team von Astrophysikern mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii und anderen Weltraumteleskopen entdeckt. Es handelt sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch, wie vermutlich alle Galaxien – zumindest die großen – eines in ihrem Zentrum haben. Dieses liegt in einer Galaxie, die so weit von uns entfernt ist, dass das bei uns eintreffende Licht sie uns so zeigt, wie sie etwa zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall aussah.

Völlig aus der Proportion

Anders als ein stellares Schwarzes Loch, das aus einem kollabierten Stern hervorgegangen ist und eine entsprechende Masse hat, bringt ein supermassereiches Schwarzes Loch Millionen oder gar Milliarden Mal mehr auf die hypothetische Waage als die Sonne.

Trotzdem wahren diese riesigen Objekte eine gewisse Relation zu ihren "Wirtsgalaxien" – nicht so CID-947. Es gehört mit fast zehn Milliarden Sonnenmassen zu den massereichsten bisher bekannten Schwarzen Löchern, berichten die Zürcher Forscher im Fachjournal "Science". Die dazugehörige Galaxie hat jedoch die Masse einer "normalen" Galaxie, sagt Trakhtenbrot. Damit hat das Schwarze Loch ein Zehntel der Masse seiner Galaxie, während es andere nur auf wenige Tausendstel bringen.

Das Gesetz für nahe Galaxien ...

Dieses Missverhältnis verblüfft die Astronomen. Bisher wurde stets beobachtet, dass die Masse von Schwarzen Löchern parallel zur Zahl der Sterne ihrer Heimatgalaxie und damit deren Masse ansteigt. Schließlich gibt es ein gemeinsames Reservoir aus kaltem Gas, aus dem einerseits Sterne entstehen und andererseits auch das Schwarze Loch gefüttert wird.

Außerdem deuteten Studien an, dass Strahlung, die während des Wachstums des Schwarzen Lochs ausgesandt wird, die Sternbildung kontrolliert oder sogar stoppt. Dies gelte aber offenbar nur für das "lokale" Universum, das die nahe Vergangenheit des Universums abbilde, so Trakhtenbrot.

... gilt in der Ferne nicht

CID-947 ist offenbar viel effizienter gewachsen als seine Galaxie, sagt der Astrophysiker. Aus ihren Beobachtungen schließen die Forscher zudem, dass das Schwarze Loch am Ende seines Wachstums angelangt ist, während ringsum weiterhin Sterne entstehen. Entgegen früherer Annahmen stoppte der Energie- und Gasfluss, angetrieben vom Schwarzen Loch, die Sterngeburten also nicht.

Die Galaxie könne in Zukunft noch weiterwachsen, doch das Verhältnis zwischen der Masse des Schwarzen Lochs und der Sterne würde weiterhin unüblich groß bleiben. CID-947 könnte damit ein Vorläufer der extremsten, massereichsten Systeme sein, die wir heute im lokalen Universum beobachten, vermuten die Forscher. Weitere Erkenntnisse über die Galaxienentwicklung erhoffen sie sich von Beobachtungen mit dem Radioteleskop Alma in Chile. (red/APA, 12. 7. 2015)

  • Ein Schwarzes Loch emittiert einen Teil der angezogenen Materie in Form  von Strahlung (blau), ohne die Sternenbildung in ihrer Galaxie zu  verlangsamen (lila Regionen).
    foto: m. helfenbein, yale university / opac

    Ein Schwarzes Loch emittiert einen Teil der angezogenen Materie in Form von Strahlung (blau), ohne die Sternenbildung in ihrer Galaxie zu verlangsamen (lila Regionen).

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