Ein supermassives Schwarzes Loch verschwand ohne Erklärung

Wenn zwei Galaxien kollidieren, sollten Ihre jeweiligen supermassiven schwarzen Löcher in das Herz der neu gebildeten galaxie eintauchen, um eines Tages zu verschmelzen. In und um die riesige elliptische galaxie mit dem Namen A2261-BCG wurde jedoch kein solches Schwarzes Loch entdeckt. Es ist ein rätsel.

Galaxienhaufen sind gewissermaßen die Moleküle der galaktischen Flüssigkeit, aus denen die Filamente der großen Strukturen im beobachtbaren Kosmos bestehen. Ein berühmter Katalog mit Referenzen von mehr als 4.000 Galaxienhaufen wurde vom US-Astronomen George Abell (1927-1983) veröffentlicht. Ursprünglich, im Jahr 1958, hatte es nur Cluster, die in der nördlichen Hemisphäre sichtbar waren, und dann, zusammen mit Kollegen, erweiterte George Abell es mit Clustern in der südlichen Hemisphäre bis zu seinem Tod.

Eine auf arXiv verfügbare Publikation bezieht sich auf einen Abell-Cluster mit der Nummer 2261. Astronomen untersuchen ihn seit Jahrzehnten, unter anderem mit den Hubble-und Subaru-Teleskopen im sichtbaren Bereich, aber auch mit dem Chandra-Teleskop im Röntgenbereich.

In der Mitte der Abell-2261-Cluster befinden sich große elliptische Galaxien, die wenig Gas und Staub enthalten und zu den massivsten und hellsten zählen. Eine, die alle Ihre Begleiter übertrifft, heißt Brightest cluster galaxy (BCG). Nun, wie die Forscher erklären, stießen Sie auf ein Rätsel mit A2261-BCG.

Sehr allgemein wird das gleiche Verhältnis zwischen der Masse des supermassiven schwarzen Lochs in einer galaxie und der Masse dieser galaxie (etwa 1.000 mal massiver) beobachtet, was darauf hindeutet, dass die beiden Zusammenwachsen und dass es auch Rückmeldungen von einander geben muss.

Schwarze Löcher angetrieben durch Gravitationswellen

Manchmal werden zwei Supermassive schwarze Löcher in einer galaxie beobachtet, was darauf hindeutet, dass mindestens eine der Wachstumsmuster dieser Objekte eine riesige Galaktische Kollision mit anschließender Verschmelzung ist (man weiß jetzt, dass der wesentliche Modus kalte Strömungen von Materie einschließt). Nach der berühmten Formel der “dynamischen Reibung” des großen indischen astrophysikers und Nobelpreisträgers für Physik Chandrasekhar, die den Energieverlust eines massiven Himmelskörpers – wie eines Sterns oder eines schwarzen Lochs – beschreibt, der sich in dem sich selbst bewegenden Gas von Sternen in einer galaxie bewegt, haben diese schwarzen Löcher die Möglichkeit, in das Zentrum der neu gebildeten galaxie zu fallen, wo Sie wiederum verschmelzen werden.

Gegen Ende dieses Prozesses werden reichliche Emissionen von Gravitationswellen auftreten, und wir beabsichtigen, Sie mit eLisa zu beobachten.

Bemerkenswert ist, dass Modellierungen der Verschmelzung von schwarzen Löchern uns sagen, dass die Emission dieser Wellen sehr asymmetrisch sein kann, Energie und vor allem Impuls wegnimmt, wie es das von einer Rakete Ausgestoßene Gas tun würde. Es ist also nicht unmöglich, dass das neu gebildete schwarze Loch in den intergalaktischen Raum ausgestoßen wird, der ursprünglich von einer solchen Emission von Gravitationswellen angetrieben wird.

Nun, das ist das Problem, da A2261-BCG aufgrund seiner Größe ein supermassives Schwarzes Loch von mindestens drei Milliarden Sonnenmassen und wahrscheinlich viel mehr enthalten sollte (wir erinnern daran, dass das in unserer Milchstraße nur etwa 4 Millionen davon enthält). Wenn es Materie annimmt, sollte es daher im Bereich der Röntgenstrahlen und damit durch den Chandra-Satelliten sichtbar sein.

Bis heute gibt es keine Spur von diesem schwarzen Loch in A2261-BCG, was darauf hindeuten könnte, dass es ausgeworfen wurde, aber in diesem Fall sollte es nicht weit von seiner wirtsgalaxie entfernt sein. Bis jetzt haben die Astrophysiker vergeblich nach ihm gesucht, was sehr erstaunlich ist.

Es ist, als wäre er aus einem unbekannten Grund völlig verschwunden.

Doch die teleskope Hubble und Subaru haben wohl einige anhaltspunkte für die annahme, dass A2261-BCG ist das produkt gut, eine kürzlich erfolgte fusion zwischen zwei galaxien, was bestätigt wird durch beobachtungen radio mit dem Karl G. Jansky Very Large Array, das sieht auch die indirekten effekte werden mussten, ein kern aktiver galaxien gibt es nur 50 millionen jahren. Kern, der durch ein supermassives Schwarzes Loch, das Materie ansammelt, mit Energie versorgt werden musste.

Das James-Webb-Teleskop könnte es schaffen, das Supermassive schwarze Loch, das wahrscheinlich von A2261-BCG ausgestoßen wurde, indirekt auszuspülen… aber wir müssen noch auf seinen Start warten.

Astronomen haben sich auf die Suche nach einem supermassiven schwarzen Loch im Galaxienhaufen Abell 2261 gemacht.

In der Tat enthalten fast alle großen Galaxien solche kompakten Sterne, und die große galaxie in der Mitte von Abell 2261 sollte eine besonders massive enthalten. Das ist nicht der Fall.

Astrophysiker glauben, dass diese galaxie in der Vergangenheit eine Verschmelzung mit einer anderen galaxie erfahren hat, was dazu geführt haben könnte, dass ein größeres, neu gebildetes Schwarzes Loch durch gravitationswellenemissionen ausgeworfen wurde.

Trotz sorgfältiger Forschung mit Chandra und anderen Teleskopen wissen Astronomen noch nicht, was mit diesem riesigen schwarzen Loch passiert ist, das aus dem Cluster verschwunden zu sein scheint.

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