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Samstag, 25.03.2017
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Wanderndes Schwarzes Loch entdeckt

Kollision schleuderte Massegigant aus seinem Galaxienzentrum

Ungewöhnlicher Wanderer: Astronomen haben ein massereiches Schwarzes Loch entdeckt, das isoliert umherwandert, statt im Herzen einer Galaxie zu sitzen. Das 4,5 Milliarden Lichtjahre entfernte Objekt strahlt zudem zehnfach mehr Röntgenstrahlung aus als bisher für solche "Wanderer" bekannt. Die Forscher vermuten, dass eine Galaxienkollision dieses ungewöhnliche Schwarze Loch in diese Lage brachte.
Das wandernde Schwazre Loch zeigt sich als extrem helle Röntgenquelle im Außenbereich der fernen Galaxie GJ1417+52

Das wandernde Schwazre Loch zeigt sich als extrem helle Röntgenquelle im Außenbereich der fernen Galaxie GJ1417+52

Im Zentrum der Milchstraße und der meisten Galaxien liegt ein massereiches Schwarzes Loch. Diese Giganten umfassen zwischen 100.000 und zehn Milliarden Sonnenmassen und spielen nach gängiger Theorie eine wichtige Rolle für das Wachstum ihrer Wirtsgalaxien.

Lichtpunkt am Röntgenhimmel


Doch es gibt auch Sonderlinge unter diesen Massegiganten: Schwarze Löcher, die in ungewöhnlich kargen Bereichen des Alls liegen. Andere Schwarze Löcher scheinen sogar völlig isoliert umherzuwandern, weit vom Zentrum einer Galaxie entfernt.

Einen solchen "Wanderer" haben nun Dacheng Lin von der University of New Hampshire und seine Kollegen aufgespürt. Als sie die rund 4,5 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie GJ1417+52 mit Hilfe der Röntgenteleskope Chandra und XMM-Newton beobachteten, fiel ihnen ein ungewöhnlich heller Lichtpunkt ins Auge: eine extrem starke Röntgenquelle.


Ungewöhnlich hell – und seltsam verschoben


Die Intensität des von diesem Objekt abgestrahlten Röntgenlichts ist so hoch, dass die Forscher es als hyper-luminöse Röntgenquelle (HLX) klassifizieren. "Unser Objekt könnte sogar die hellste und am weitesten entfernte HLX-Kandidat sein, der je entdeckt wurde", sagen Lin und seine Kollegen. Zudem beobachteten sie in den Jahren 200 und 2002 jeweils einen Helligkeitsausbruch, bei dem sich die Röntgenstrahlung kurzeitig noch mehr erhöhte.

Typischerweise deutet eine so hohe und wechselnde Strahlenintensität auf ein aktives Schwarzes Loch von mindestens 100.000 Sonnenmassen hin, wie die Forscher erklären. Dies jedoch entspricht dem Typ von Singularität, der eigentlich im Zentrum von Galaxien sitzt. Doch statt aus dem Herzen der Galaxie zu kommen, wie man es normalerweise für solche hellen Röntgenquellen erwarten würde, lag das Objekt am Rand der galaktischen Ellipse.

Ein "nackter" Galaxienkern?


Die Astronomen vermuten daher, dass es sich um ein "wanderndes" Schwarzes Loch handelt – wenn auch ein ungewöhnliches. Denn seine Strahlenintensität ist rund zehnfach höher als bei allen bisher bekannten "Wanderern". Möglicherweise, so die Vermutung der Forscher, lag dieses Schwarze Loch einst im Zentrum eine Zwerggalaxie, die mit der größeren elliptischen Galaxie GJ1417+52 kollidierte.

Bei einer solchen Kollision kann es vorkommen, dass die Sterne und das Gas der kleineren Galaxie weggerissen werden und mit dem größeren Partner verschmelzen. Von der Zwerggalaxie bleibt dann nur noch der Galaxienkern mit dem Schwarzen Loch übrig. Im Falle des jetzt entdeckten Objekts könnte es sich um einen solchen "nackten" Kern handeln, so die Astronomen.

Dieses Schwarze Loch wandert demnach nicht ganz allein durch die Außenbezirke der größeren Galaxie, sondern trägt noch eine Hülle aus letzten Reststernen und Gas seiner alten Heimat mit sich. Das könnte auch erklären, warum das Schwarze Loch mehrfach hell aufleuchtete: Nach Ansicht der Forscher geschah dies immer dann, wenn einer dieser Reststerne der Singularität zu nah kam und von den enormen Gravitationskräften des Schwarzen Lochs zerrissen wurde. (Astrophysical Journal, in press; arXiv:1603.00455)
(Chandra X-Ray Observatory, 07.10.2016 - NPO)
 
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