Schwarze Löcher als Sternenschleuder - scinexx | Das Wissensmagazin
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Wenn Galaxien kollidieren

Schwarze Löcher als Sternenschleuder

Die Astronomen hatten es lange vermutet, nun haben sie den Beleg: Kollidieren Galaxien miteinander, bilden sich Paare von schwarzen Löchern, die als Gravitationsschleudern wirken und sehr effektiv Sterne aus den Zentren hinauskatapultieren. Während im Lauf der Zeit die beiden schwarzen Löcher zu einem einzigen verschmelzen, dünnt die Kernregion der neuen Galaxie aus.

Beobachtet haben dieses Wechselspiel jüngst Ralf Bender aus dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und von der Universitäts-Sternwarte München sowie John Kormendy von der University of Texas in Austin. Dieser Zusammenhang gilt nur für die unmittelbare Umgebung des schwarzen Lochs und ändert nichts an der großräumigen Korrelation zwischen den Massen der zentralen schwarzen Löcher und der sie umgebenden Sterne.

Die beiden elliptischen Galaxien NGC 4621 und NGC 4472 im Virgohaufen sehen auf großen Skalen sehr ähnlich aus. Vergrößert man aber die Kerngebiete, so zeigt sich, dass die Sterndichte im Zentrum von NGC 4472 sehr viel geringer ist als im Zentrum von NGC 4621. Im Fall von NGC 4472 wurden die Sterne durch die Wechselwirkung mit einem sich umkreisenden Paar schwarzer Löcher hinausgeschleudert. © NASA / AURA / STScI und WikiSky/SDSS

Kosmischer „Serienunfall“

Im Herzen der so genannten elliptischen Galaxien finden sich die größten bekannten schwarzen Löcher mit Massen bis über eine Milliarde Sonnenmassen. Diese Schwerkraftfallen ziehen Sterne besonders stark an. Daher könnte man erwarten, dass in ihrer Umgebung die Sterndichte sehr hoch sein sollte. Tatsächlich aber beobachten die Astronomen das Gegenteil: Die massereichsten elliptischen Galaxien, die wahrscheinlich aus einem kosmischen „Serienunfall“ mehrerer kleiner Systeme entstanden, zeigen die geringsten Sterndichten.

Der Theorie zufolge sollte sich während der Verschmelzung zweier Galaxien ein Paar schwarzer Löcher bilden. Diese umtanzen einander und wirken dabei wie eine Art Rührmixer. Kommt ein Stern diesem Paar zu nahe, so wird er aus der Galaxie geschleudert. Dabei gilt: Je massereicher die schwarzen Löcher, desto stärker der Kick. Physikalisch gesehen ähnelt der Prozess der „Fly-by-Methode“, die man benutzt, um Raumsonden durch den engen Vorbeiflug an einem Planeten in dessen Schwerefeld zu beschleunigen.

Enge Korrelation

John Kormendy und Ralf Bender haben kürzlich gemeinsam mit ihren Kollegen Mark Cornell und David Fisher beispiellos genaue Messungen der Dichteprofile elliptischer Galaxien publiziert. In einem begleitenden Beitrag in „The Astrophysical Journal Letters“, konnten Bender und Kormendy exakt die Gesamtmasse der Sterne berechnen, die in den Zentren der größten elliptischen Galaxien fehlen – und die Theorie in der Praxis bestätigen.

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Weiteres Ergebnis: Die fehlende Masse steigt streng proportional zur gemessenen Masse des zentralen schwarzen Loches an. „Es war zwar bekannt, dass beide Größen im Zusammenhang stehen“, sagt Bender. „Aber es hat uns überrascht, dass die Korrelation so eng ist.

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Thomas Bührke / MaxPlanckForschung
Stand: 22.05.2009

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Schwarze Löcher als Geburtshelfer der Galaxien
Forscher enträtseln kosmische Giganten

Wie eine Spinne in ihrem Netz…
Ein schwarzes Loch gibt es in jeder Galaxie

Symbiose zwischen schwarzem Loch und Galaxie?
Forscher weisen strengen Zusammenhang zwischen den Massen nach

Babyboom nach kosmischer Hochzeit
Rätsel um schnell wachsende schwarze Löcher

Große schwarze Löcher wurden schnell erwachsen
Das Konzept des kosmischen „Downsizing”

Schwarze Löcher als Geburtshelfer?
Blick in die Vergangenheit des Universums

Der unaufhaltsame Kollaps eines Schwergewichts
Wie schwarze Löcher entstehen

Schwarze Löcher als Sternenschleuder
Wenn Galaxien kollidieren

Die Durchsuchung des Himmels
Der Sloan Digital Sky Survey

Dunkle Materie und noch viel mehr
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