Astronomen sagen, dass sie dank neuer Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA und anderer Teleskope das „Erwachsenwerden“ von Galaxien und Schwarzen Löchern entdeckt haben. Die neue Entdeckung hilft, die wahre Natur gigantischer Gasblobs aufzuklären, die um sehr junge Galaxien herum beobachtet wurden, und wirft Licht auf die Entstehung von Galaxien und Schwarzen Löchern.
Die Ergebnisse unter der Leitung von Jim Geach von der Durham University in Großbritannien werden in der Ausgabe vom 10. Juli von . veröffentlichtDas Astrophysikalische Journal.
Vor etwa einem Jahrzehnt entdeckten Astronomen riesige Reservoirs von Wasserstoffgas – die sie „Blobs“ nannten – während sie Untersuchungen junger entfernter Galaxien durchführten. Die Blobs leuchten hell im optischen Licht, aber die Quelle der immensen Energie, die für dieses Leuchten benötigt wird, und die Natur dieser Objekte waren unklar.
Basierend auf den neuen Daten und theoretischen Argumenten zeigen Geach und seine Kollegen, dass die Erhitzung von Gas durch das Wachstum supermassereicher Schwarzer Löcher und Ausbrüche von Sternentstehung, anstatt das Gas abzukühlen, höchstwahrscheinlich die Blobs antreibt. Die Folgerung ist, dass Blobs ein Stadium darstellen, in dem die Galaxien und Schwarzen Löcher gerade beginnen, ihr schnelles Wachstum aufgrund dieser Erwärmungsprozesse abzuschalten. Dies ist eine entscheidende Phase in der Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern – bekannt als „Feedback“ – und eine, die Astronomen seit langem zu verstehen versuchen.
„Wir sehen Anzeichen dafür, dass die Galaxien und Schwarzen Löcher in diesen Blobs erwachsen werden und nun das einfallende Gas zurückdrängen, um weiteres Wachstum zu verhindern“, sagte Co-Autor Bret Lehmer, ebenfalls von Durham. „Massive Galaxien müssen ein solches Stadium durchlaufen, sonst würden sie zu viele Sterne bilden und bis heute lächerlich groß werden.“
Chandra und eine Sammlung anderer Teleskope, darunter Spitzer, haben 29 Kleckse in einem großen Feld am Himmel mit dem Namen „SSA22“ beobachtet. Diese Blobs, die mehrere Hunderttausend Lichtjahre groß sind, werden gesehen, wenn das Universum nur etwa zwei Milliarden Jahre alt ist, oder etwa 15 Prozent seines heutigen Alters.
In fünf dieser Blobs zeigten die Chandra-Daten die verräterische Signatur wachsender supermassereicher Schwarzer Löcher – eine punktförmige Quelle mit leuchtender Röntgenstrahlung. Es wird angenommen, dass sich diese riesigen Schwarzen Löcher heute in den Zentren der meisten Galaxien befinden, einschließlich unserer eigenen. Weitere drei der Blobs in diesem Feld zeigen mögliche Hinweise auf solche Schwarzen Löcher. Basierend auf weiteren Beobachtungen, darunter Spitzer-Daten, konnte das Forschungsteam feststellen, dass mehrere dieser Galaxien auch von bemerkenswerten Sternentstehungsraten dominiert werden.
Die Strahlung und die starken Ausflüsse dieser Schwarzen Löcher und Ausbrüche der Sternentstehung sind Berechnungen zufolge stark genug, um das Wasserstoffgas in den Blobs, in denen sie leben, zum Leuchten zu bringen. In den Fällen, in denen die Signaturen dieser Schwarzen Löcher nicht entdeckt wurden, sind die Blobs im Allgemeinen schwächer. Die Autoren zeigen, dass Schwarze Löcher, die hell genug sind, um diese Blobs mit Energie zu versorgen, angesichts der Länge der Chandra-Beobachtungen zu schwach wären, um entdeckt zu werden.
Diese Ergebnisse erklären nicht nur die Energiequelle der Blobs, sondern helfen auch, ihre Zukunft zu erklären. Im Erwärmungsszenario kühlt das Gas in den Blobs nicht ab, um Sterne zu bilden, sondern trägt zu dem heißen Gas zwischen den Galaxien bei. SSA22 selbst könnte sich zu einem massiven Galaxienhaufen entwickeln.
„Anfangs hätten die Blobs ihre Galaxien gefüttert, aber was wir jetzt sehen, sind eher Überbleibsel“, sagt Geach. „Das bedeutet, dass wir noch weiter in der Zeit zurückblicken müssen, um Galaxien und Schwarze Löcher zu fangen, die sich aus Blobs bilden.“
Quellen/weitere Informationen: die Chandra-Sites unter Harvard und NASA .
