Obwohl die Existenz supermassiver Schwarzer Löcher (SMBHs) im Zentrum der meisten – wenn nicht aller – Galaxien nur durch Schlussfolgerungen beobachtbar ist, bleibt sie eine überzeugende Theorie, die durch eine Reihe indirekter Beobachtungsmethoden gestützt wird. Innerhalb dieser Datenquellen besteht eine starke Korrelation zwischen der Masse des galaktischen Bulge einer Galaxie und der Masse ihres zentralen SMBH – das heißt, kleinere Galaxien haben kleinere SMBHs und größere Galaxien haben größere SMBHs.
Mit diesem Befund verbunden ist die Vorstellung, dass SMBHs eine intrinsische Rolle bei der Galaxienentstehung und -entwicklung spielen könnten – und möglicherweise sogar der erste Schritt bei der Bildung der frühesten Galaxien im Universum, einschließlich der Proto-Milchstraße, gewesen sein könnten.
Nun, es gibt eine Reihe wichtiger Annahmen, die in diese Denkweise eingebaut sind, da die Masse eines galaktischen Bulges im Allgemeinen aus der Geschwindigkeitsdispersion seiner Sterne abgeleitet wird – während das Vorhandensein supermassereicher Schwarzer Löcher im Zentrum solcher Bulges abgeleitet wird aus die sehr schnelle radiale Bewegung innerer Sterne – zumindest in näheren Galaxien, wo wir einzelne Sterne beobachten können.
Für Galaxien, die zu weit entfernt sind, um einzelne Sterne zu beobachten – die Geschwindigkeitsdispersion und das Vorhandensein eines zentralen supermassereichen Schwarzen Lochs werden beide abgeleitet – basierend auf dem, was wir aus näheren Galaxien sowie aus direkten Beobachtungen breiter Emissionslinien gelernt haben – dies sind interpretiert als das Produkt einer sehr schnellen Orbitalbewegung von Gas um einen SMBH (wobei die „Verbreiterung“ dieser Linien ein Ergebnis des Doppler-Effekts ist).
Aber trotz der Annahmen, die in dieser Arbeit auf Annahmen basieren, unterstützen und stärken fortlaufende Beobachtungen das theoretische Modell. Nach allem, was gesagt wurde, scheint es wahrscheinlich, dass sowohl ein SMBH als auch der galaktische Bulge seiner Wirtsgalaxie zusammenwachsen, anstatt seinen galaktischen Bulge zu erschöpfen.
Es wird spekuliert, dass die frühesten Galaxien, die sich in einem kleineren, dichteren Universum bildeten, möglicherweise mit der schnellen Ansammlung von Gas und Staub begannen, die sich zu massereichen Sternen entwickelten, die sich zu Schwarzen Löchern entwickelten – die dann aufgrund ihrer Größe schnell weiter wuchsen der Menge an umgebendem Gas und Staub, die sie ansammeln konnten.
Entfernte Quasare können Beispiele für solche Objekte sein, die zu galaktischem Maßstab angewachsen sind. Dieses Wachstum wird jedoch selbstlimitierend, da der Strahlungsdruck der Akkretionsscheibe eines SMBH und seiner Polarjets intensiv genug wird, um große Mengen an Gas und Staub aus dem Einflussbereich des wachsenden SMBH herauszudrücken. Dieses verteilte Material enthält Spuren von Drehimpulsen, um es in einem umlaufenden Halo um das SMBH zu halten, und in diesen äußeren Regionen kann die Sternentstehung stattfinden. Auf diese Weise wird ein dynamisches Gleichgewicht erreicht, bei dem ein SMBH umso mehr überschüssiges Material ausbläst, je mehr Material frisst – was zum Wachstum der sich um ihn herum bildenden Galaxie beiträgt.
Die fast lineare Korrelation zwischen der SMBH-Masse (M) und der Geschwindigkeitsdispersion (Sigma) des galaktischen Bulges (die „M-Sigma-Beziehung“) legt nahe, dass zwischen einem SMBH und seiner Wirtsgalaxie eine Art Koevolution stattfindet. Ein SMBH kann nur größer werden, wenn seine Wirtsgalaxie größer wird – und umgekehrt. Das linke Diagramm zeigt Datenpunkte, die von verschiedenen Objekten in einer Galaxie abgeleitet wurden - das rechte Diagramm zeigt Datenpunkte, die von verschiedenen Galaxientypen abgeleitet wurden. Quelle: Tremaine et al. (2002).
Um die Entwicklung der Beziehung zwischen SMBHs und ihren Wirtsgalaxien weiter zu untersuchen – Nesvadba et al betrachtete eine Sammlung sehr rotverschobener (und daher sehr weit entfernter) Radiogalaxien (oder HzRGs). Sie spekulieren, dass ihre ausgewählte Galaxiengruppe einen kritischen Punkt erreicht hat – wo der Nahrungsrausch des SMBH ungefähr so viel Material ausbläst wie er aufnimmt – ein Punkt, der wahrscheinlich die Grenze des aktiven Wachstums des SMBH und seiner Wirtsgalaxie.
Von diesem Punkt an könnten solche Galaxien durch kannibalistische Verschmelzung weiter wachsen – aber auch dies kann zu einer Koevolution der Galaxie und des SMBH führen – da ein Großteil des Inhalts der gefressenen Galaxie bei der Sternentstehung innerhalb der Galaxie aufgebraucht wird Scheibe und Ausbuchtung, bevor alles, was übrig bleibt, durchkommt, um die zentrale SMBH zu speisen.
Andere Autoren (z. Schulze and Gebhardt ), ohne das allgemeine Konzept in Frage zu stellen, legen jedoch nahe, dass alle Messungen etwas ausgefallen sind, weil Dunkle Materie nicht in das theoretische Modell integriert wurde. Aber das ist eine andere Geschichte…
Weiterlesen:Nesvadbaet al. Die Schwarzen Löcher von Radiogalaxien während der „Quasar-Ära“: Massen, Akkretionsraten und Entwicklungsstadium .
