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Samstag, 27.05.2017
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Milchstraße: Schwarm von Schwarzen Löchern entdeckt

Sagittarius A von kleineren „Begleitern“ umkreist

Ein Schwarm von 10.000 oder mehr Schwarzen Löchern könnte sich im Zentrum unserer Milchstraße verstecken. Das NASA-Röntgenobservatorium Chandra hat Hinweise darauf gefunden, dass das supermassive Schwarze Loch Sagittarius A (Sgr A) von einem Schwarm von kleineren „Begleitern“ umkreist wird. Damit hätte diese Region die höchste Konzentration von Schwarzen Löchern in der gesamten Galaxis.
Region um Sagittarius A*

Region um Sagittarius A*

Die relativ kleinen, etwa einer Sternenmasse entsprechenden Schwarzen Löcher scheinen gemeinsam mit Neutronensternen im Laufe von mehreren Milliarden Jahren in das galaktische Zentrum gewandert zu sein. Einen solchen dichten „Sternenfriedhof“ haben die Astronomen zwar seit Jahren vermutet, doch erst jetzt geben die neuen Beobachtungsdaten Hinweise auf seine tatsächliche Existenz. Gleichzeitig könnte sie auch helfen, das Wachstum und Erhalten des supermassiven Schwarzen Lochs besser zu verstehen.

Die Entdeckung geschah im Rahmen des laufenden Chandra-Programms, bei dem insbesondere die Region um Sagittarius A, das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, beobachtet wird. Unter den Tausenden von Röntgenquellen im Umkreis von 70 Lichtjahren um Sgr A suchten Michael Muno und seine Kollegen von der Universität von Kalifornien in Los Angeles nach denjenigen, die große Variationen in ihrer Strahlung aufweisen und damit die wahrscheinlichsten Kandidaten für ein Schwarzes Loch oder einen Neutronen-Doppelstern sind. Von den sieben Quellen, die dieses Kriterium erfüllten, befanden sich vier in einem Radius von nur drei Lichtjahren um Sagittarius A.

“Obwohl die Region um Sgr A von Sternen nur so wimmelt, erwarteten wir nur eine 20-prozentige Chance, dass wir auch nur einen Neutronen-Doppelstern in diesem Radius finden würden“, erklärt Muno. „Die beobachtete hohe Dichte dieser Quellen deutet daraufhin, dass eine große Anzahl von Schwarzen Löchern und Neutronensternen sich im Zentrum der Galaxie versammelt haben.”


Schwarze Löcher sinken Richtung Zentrum der Galaxie


Der Astronom Mark Morris hatte bereits vor einem Jahrzehnt prognostiziert, dass ein „dynamical Friction“ genannter Prozess die stellaren Schwarzen Löcher dazu bringen könnte, in Richtung auf das Zentrum der Galaxie zu sinken. Schwarze Löcher entstehen als Relikte der Explosion von superschweren Sternen und besitzen Massen von rund zehn Sonnen. Während diese Schwarzen Löcher das galaktische Zentrum in einer Entfernung von mehreren Lichtjahren umkreisen, ziehen sie gleichzeitig umgebende Sterne an, die wiederum ihrerseits die Schwarzen Löcher beeinflussen.

Als Ergebnis bewegen sich die Schwarzen Löcher auf einer Spirale zum Zentrum hin, während die leichtgewichtigen Sterne nach außen driften. Ausgehend von der geschätzten Anzahl der Sterne und Schwarzen Löcher im galaktischen Zentrum, schätzt Morris, dass durch diesen Prozess ein dichter Schwarm von rund 20.000 Schwarzen Löchern innerhalb von drei Lichtjahren Entfernung um Sgr A kreisen könnte. Ein ähnlicher Effekt wirkt auch auf die Neutronensterne, wenn auch in geringerem Maße.

Die Schwarzen Löcher und Neutronensterne im Cluster werden, so vermuten die Astronomen, mit einer Rate von einem alle paar Millionen Jahre vom supermassiven Schwarzen Loch Sgr A verschluckt. Bei dieser Geschwindigkeit wären innerhalb von einigen Milliarden Jahren bereits rund 10.000 kleinere Schwarze Löcher von Sgr A verschlungen worden und hätten die Masse des „Schwarzen Riesen“ um etwa drei Prozent erhöht. Zurzeit liegt diese bei rund 3,7 Millionen Sonnenmassen.

In der Zwischenzeit führt die Verdrängung von leichtgewichtigen Sternen durch die Schwarzen Löcher dazu, dass die Wahrscheinlichkeit für normale Sterne sinkt, von Sgr A geschluckt zu werden. Das könnte auch erklären, warum die Zentralregion einiger Galaxien, darunter auch der Milchstraße, relativ ruhig ist, obwohl sie ein supermassives Schwarzes Loch enthalten.
(Chandra X-ray Center, 14.01.2005 - NPO)
 
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