Ein Paar aus Schwarzen Löchern

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein Röntgenbild (blau) mit überlagertem optischen Bild (gelb) der Galaxie NGC 3393. Neue Ergebnisse über die Schwarzen Löcher in dieser Galaxie besagen, daß die Galaxie das Ergebnis einer Kollision zwischen zwei unterschiedlich großen Galaxien ist. Der Einschub zeigt den mit Chandra beobachteten zentralen Bereich von NGC 3393. Chandra X-ray Observatory und das Hubble Space Telescope

Das gegenwärtige Bild der Galaxienentwicklung geht davon aus, daß Galaxien oft kollidieren, dabei verschmelzen und, wenn es so abläuft, die Schwarzen Löcher in ihren Zentren letztlich sich als Paar umkreisen. Die sich umkreisenden Schwarzen Löcher strahlen Gravitationswellen ab und verschmelzen letztendlich miteinander. Wenn die beiden ursprünglichen Galaxien von vergleichbarer Masse sind, wird die Wechselwirkung als große Verschmelzung bezeichnet und kann zur Bildung einer elliptischen Galaxie führen. Es gibt bekannte Fälle von Binärsystemen aus Schwarzen Löchern in Galaxien, die sich aus solch großen Verschmelzungen ergeben, und Röntgenbeobachtungen können die Massen und Umlaufeigenschaften der Schwarzen Löcher bestätigen. Doch sollte die häufigste Form der Verschmelzung mit Galaxien von ungleicher Masse verbunden sein, eine sogenannte kleine Verschmelzung, aber bisher sind keine Beispiele von Paaren aus Schwarzen Löchern bekannt, die aus einer kleinen Verschmelzung resultieren und falls die Modelle der Galaxienentwicklung richtig sind, muß dieses Fehlen thematisiert werden. Hinzu kommt, daß es schwierig ist zu bestimmen, ob eine Galaxie tatsächlich das Ergebnis einer kleinen Verschmelzung ist; ein Paar aus Schwarzen Löchern würde den entscheidenden Beweis liefern.

Die Galaxie NGC 3393 ist etwa 160 Millionen Lichtjahre entfernt. Sie ist bemerkenswert, da sie das am nächsten bekannte Paar sich umkreisender, supermassereicher Schwarzer Löcher, die nur 430 Lichtjahre voneinander getrennt sind, beheimatet (zum Vergleich: in unserer Galaxis beträgt die Entfernung der Sonne zum Schwarzen Loch im galaktischen Kern ungefähr 27.000 Lichtjahre). Man vermutet, daß NGC 3393 das Resultat einer kleinen Verschmelzung ist; dies ist aber nicht sicher, da eine verschmolzene Galaxie wie eine gewöhnliche Spiralgalaxie erscheinen kann. Wenn NGC 3393 jedoch das Ergebnis einer kleinen Verschmelzung ist, dann sollte das Schwarze Loch der kleineren Galaxie eine geringere Masse als das Schwarze Loch der größeren Galaxie aufweisen, bevor die Heimatgalaxien kollidierten.

Die Astronomen G. Fabbiano, Junfeng Wang, M. Elvis und G. Risaliti vom CfA haben mit dem Chandra-Röntgen-Observatorium die Massen der beiden Schwarzen Löcher bestimmt. Sie berichten in der Ausgabe 477 des Journals Nature, daß die Schwarzen Löcher in NGC 3393 geringfügig unterschiedliche Massen besitzen und folgern, zusammen mit weiteren Einzelheiten der Galaxie, daß es sich in der Tat um eine kleine Verschmelzung handelt. Die Ergebnisse helfen, das Gesamtbild um die Galaxienverschmelzung zu untermauern und weisen zusätzlich darauf hin, daß die kleineren Schwarzen Löcher während der Wechselwirkung durch akkretierendes Material an Größe zugenommen haben könnten.

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