Astronomen haben lange vermutet, dass etwas aktiv wachsende Schwarze Löcher behindern muss, weil die meisten Galaxien im lokalen Universum sie nicht haben. Jetzt hat das Gemini-Observatorium einen galaktischen Check-and-Balance erfasst - einen großflächigen Quasarabfluss in der Galaxie Markarian 231, der einem supermassiven Schwarzen Loch seine Gas- und Staubdiät zu entziehen scheint.
Die Arbeit ist eine Zusammenarbeit zwischen David Rupke vom Rhodes College in Tennessee und Sylvain Veilleux von der University of Maryland. Die Ergebnisse sollen in der Ausgabe vom 10. März von veröffentlicht werdenDie astrophysikalischen Tagebuchbriefe.
Markarian 231 (12h56’14.23 ″ + 56d52’25.24 ″) befindet sich etwa 600 Millionen Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbilds Ursa Major. Obwohl seine Masse ungewiss ist, deuten einige Schätzungen darauf hin, dass Mrk 231 eine Masse in Sternen hat, die etwa dreimal so groß ist wie die der Milchstraße, und sein zentrales Schwarzes Loch hat eine Masse von mindestens 10 Millionen Sonnenmassen oder auch etwa das Dreifache des supermassiven Schwarzen Lochs in der Milchstraße.
Die theoretische Modellierung weist speziell auf Quasarabflüsse als Gegengewicht zum Wachstum von Schwarzen Löchern hin. Während das Schwarze Loch in dieser negativen Rückkopplungsschleife aktiv Masse als Quasar aufnimmt, tragen die Abflüsse Energie und Material weg und unterdrücken so weiteres Wachstum. Zuvor waren kleine Abflüsse beobachtet worden, von denen jedoch keine ausreichend stark war, um diesen vorhergesagten und grundlegenden Aspekt der Galaxienentwicklung zu erklären. Die Gemini-Beobachtungen liefern den ersten eindeutigen Beweis für Abflüsse, die stark genug sind, um den Prozess zu unterstützen, der erforderlich ist, um das galaktische Schwarze Loch zu verhungern und die Sternentstehung zu löschen, indem die Verfügbarkeit neuen Materials begrenzt wird.
Der Studienautor Veilleux sagt, Mrk 231 sei ein ideales Labor für die Untersuchung von Abflüssen, die durch Rückmeldungen von supermassiven Schwarzen Löchern verursacht werden: „Dieses Objekt ist wohl das nächste und beste Beispiel, das wir von einer großen Galaxie in den letzten Phasen einer gewaltsamen Fusion und dabei kennen seinen Kokon abzuwerfen und einen sehr energetischen zentralen Quasar zu enthüllen. Dies ist wirklich ein letzter Atemzug dieser Galaxie; Das Schwarze Loch rülpst seine nächsten Mahlzeiten in Vergessenheit! “ So extrem die Essgewohnheiten von Mrk 231 auch erscheinen mögen, Veilleux fügt hinzu, dass sie wahrscheinlich nicht einzigartig sind: „Wenn wir tief in den Raum und in die Zeit zurückblicken, werden Quasare wie dieser in großer Zahl gesehen, und alle haben möglicherweise Schuppenereignisse durchlaufen wie die, die wir in Mrk 231 sehen. “
Obwohl Mrk 231 sehr gut untersucht und für seine kollimierten Jets bekannt ist, zeigten die Gemini-Beobachtungen einen breiten Abfluss, der sich mindestens 8.000 Lichtjahre lang in alle Richtungen um den Kern der Galaxie erstreckte. Die resultierenden Daten zeigen, dass Gas (gekennzeichnet durch Natrium, das gelbes Licht absorbiert) mit einer Geschwindigkeit von über 1.000 Kilometern pro Sekunde vom Galaxienzentrum wegströmt. Bei dieser Geschwindigkeit könnte das Gas in etwa 4 Sekunden von New York nach Los Angeles gelangen. Dieser Abfluss entfernt Gas mit einer erstaunlichen Geschwindigkeit aus dem Kern - mehr als das 2,5-fache der Sternentstehungsrate. Die beobachteten Geschwindigkeiten eliminieren Sterne als möglichen „Motor“, der den Abfluss befeuert. Dies lässt das Schwarze Loch selbst als wahrscheinlichsten Schuldigen zurück und kann leicht den enormen Energiebedarf erklären.
Die Energie reicht aus, um Materie aus der Galaxie zu entfernen. "Wenn wir jedoch sagen, dass die Galaxie auseinandergeblasen wird, beziehen wir uns nur auf das Gas und den Staub in der Galaxie", bemerkt Rupke. „Die Galaxie besteht zu diesem Zeitpunkt in ihrem Leben hauptsächlich aus Sternen, und der Abfluss hat keine Auswirkungen auf sie. Entscheidend ist, dass das Feuerwerk der Sternentstehung und der Schwarzlochfütterung zu Ende geht, höchstwahrscheinlich aufgrund dieses Abflusses. “
Quelle: Pressemitteilung von Gemini. Das Papier erscheint hier. Siehe auch einige galaktische Fusionsanimationen mit freundlicher Genehmigung des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
