Mit Hilfe all der erstaunlichen bodengestützten Teleskope, die Astronomen jetzt zur Verfügung haben, lernen wir ständig mehr über Schwarze Löcher und das frühe Universum. Neue Beobachtungen mit dem Submillimeter Array deuten darauf hin, dass solche kolossalen Schwarzen Löcher bereits vor 12 Milliarden Jahren verbreitet waren, als das Universum erst 1,7 Milliarden Jahre alt war und sich gerade erst Galaxien zu bilden begannen. Die neue Schlussfolgerung stammt aus der Entdeckung zweier entfernter Galaxien, beide mit schwarzen Löchern in ihren Zentren, die an einer spektakulären Kollision beteiligt sind.
4C60.07, die erste der entdeckten Galaxien, wurde den Astronomen aufgrund ihrer hellen Funkemission bekannt. Dieses Funksignal ist ein verräterisches Zeichen für einen Quasar - ein sich schnell drehendes Schwarzes Loch, das sich von seiner Heimatgalaxie ernährt.
Als 4C60.07 zum ersten Mal untersucht wurde, glaubten die Astronomen, dass das das Schwarze Loch umgebende Wasserstoffgas einen Sternentstehungsschub durchläuft, der mit einer bemerkenswerten Geschwindigkeit Sterne bildet - das entspricht 5.000 Sonnen pro Jahr. Diese kräftige Aktivität wurde durch das Infrarotglühen von Rauchresten aufgedeckt, die übrig blieben, als die größten Sterne schnell starben.
Die neuesten Forschungsergebnisse, die die scharfe Sicht des Submillimeter-Arrays von acht Funkantennen in Hawaii verwendeten, ergaben eine Überraschung. 4C60.07 bildet doch keine Sterne. In der Tat scheinen seine Sterne relativ alt und ruhig zu sein. Stattdessen findet eine erstaunliche Sternentstehung in einer zuvor unsichtbaren Begleitgalaxie statt, die reich an Gas und tief in Staub gehüllt ist und in deren Zentrum sich auch ein kolossales Schwarzes Loch befindet.
"Dieses neue Bild zeigt zwei Galaxien, bei denen wir nur eine erwartet hatten", sagte Rob Ivison (UK Astronomy Technology Centre), Hauptautor der Studie, die in den Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht wird. „Bemerkenswerterweise enthalten beide Galaxien in ihren Zentren supermassereiche Schwarze Löcher, die jeweils eine Milliarde, Milliarden, Milliarden Glühbirnen mit Strom versorgen können. Die Implikationen sind weitreichend: Sie müssen sich fragen, wie viele andere kolossale Schwarze Löcher im fernen Universum unsichtbar lauern. "
Aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit sehen wir die beiden Galaxien, wie sie in der fernen Vergangenheit existierten, weniger als 2 Milliarden Jahre nach dem Urknall. Das neue Bild aus dem Submillimeter-Array fängt den Moment ein, als 4C60.07 einen Materialstrom aus seiner benachbarten Galaxie riss, wie in der Konzeption des begleitenden Künstlers gezeigt. Inzwischen haben sich die Galaxien zu einer fußballförmigen elliptischen Galaxie zusammengeschlossen. Ihre Schwarzen Löcher haben sich wahrscheinlich zu einem einzigen, massiveren Schwarzen Loch zusammengeschlossen.
Die Galaxien selbst zeigen überraschende Unterschiede. Eines ist ein totes System, das bereits alle seine Sterne gebildet und seinen gasförmigen Brennstoff verbraucht hat. Die zweite Galaxie ist noch am Leben und enthält viel Staub und Gas, die neue Sterne bilden können.
„Diese beiden Galaxien sind brüderliche Zwillinge. Beide sind ungefähr so groß wie die Milchstraße, aber jeder ist einzigartig “, sagte Steve Willner vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Mitautor des Papiers.
"Die hervorragende Auflösung des Submillimeter-Arrays war der Schlüssel zu unserer Entdeckung", fügte er hinzu.
Quelle: Smithsonian CfA
