Wenn Sie sich bei Betrachtung der Größe astronomischer Objekte eher mickrig und unbedeutend fühlen, fühlen Sie sich bei dieser neuen Entdeckung positiv infinitesimal.
Es ist fast unmöglich, sich ein so großes Objekt vorzustellen: ein supermassives Schwarzes Loch, das 40 Milliarden Mal so massereich ist wie unsere Sonne. Aber da sitzt es mitten in einer riesigen elliptischen Galaxie namens Holmberg 15A. Holmberg 15A liegt etwa 700 Millionen Lichtjahre entfernt im Zentrum des Abell 85-Galaxienhaufens.
Dieses Ungetüm war schon einmal im Fadenkreuz der Astronomen. Zuvor wurde seine Masse auf das 310-Milliarden-fache der Sonnenmasse geschätzt, eine fast unvorstellbare Größe. Diese Schätzung basierte jedoch auf indirekten Messungen. In dieser neuen Studie verfolgten Astronomen die Bewegung von Sternen um das Schwarze Loch und fanden die 40-Milliarden-fache Masse der Sonne.
Da diese neue Messung auf direkter Beobachtung basiert, ist sie genauer.
Die Studie zu dieser neuen Messung wurde dem Astrophysical Journal vorgelegt, aber noch nicht von Experten begutachtet. Es trägt den Titel "Ein Schwarzes Loch mit einer Sonnenmasse von 40 Milliarden im äußersten Kern von Holm 15A, der Zentralgalaxie von Abell 85".
Das Papier basiert auf nur zwei Beobachtungsnächten mit dem Instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am Very Large Telescope (VLT) der ESO am Paranal Observatory in Nordchile. Anhand von Modellen und Beobachtungen beobachtete das Astronomenteam, das hinter dieser Arbeit stand, die Sternkinematik der Sterne, die das Loch umkreisen. Sie sagen, dass dieses Schwarze Loch ein Rekordbrecher ist. „… Die SMBH im Zentrum von Holm 15A ist das bislang massivste dynamisch bestimmte Schwarze Loch.“
Um ganz klar zu sein, dies ist nicht das massivste SMBH, das jemals gefunden wurde. Zumindest für den Moment gehört dieser Titel zum Ultra Massive Black Hole (UMBH) im Zentrum von TON 618, einem extrem leuchtenden Quasar in mehr als 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Dieser Gigant ist 66 Milliarden Mal so massereich wie die Sonne. Diese UMBH wurde jedoch indirekt gemessen, sodass ihre Massenmessung möglicherweise überarbeitet wird.
Es ist schwierig, sich etwas vorzustellen, das 40 Milliarden Mal so massereich ist wie die Sonne. Stellen Sie sich dieses SMBH im Zentrum unseres Sonnensystems vor, wo sich die Sonne befindet. Wenn es dort wäre, würde es sich bis nach Pluto und weit darüber hinaus erstrecken.
Pluto ist ungefähr 40 astronomische Einheiten (AU) von der Sonne entfernt. Und der Kuipergürtel erstreckt sich auf etwa 50 AE. Die Heliopause ist ca. 123 AE von der Sonne entfernt. Aber diese SMBH würde sich bis auf etwa 790 AU erstrecken. Das nähert sich dem Beginn der Oort Cloud, die irgendwo um 1000 AU beginnt.
Bemerkenswert ist nicht nur die Größe des SMBH. Nach anderen Messmethoden ist es sogar größer als erwartet. "Das SMBH von Holm 15A ist nicht nur das bisher massereichste, es ist auch vier- bis neunmal größer als erwartet, angesichts der Ausbuchtung der Sternmasse der Galaxie und der Streuung der Sterngeschwindigkeit der Galaxie", sagten die Autoren in ihrer Arbeit.
Aber wie ist diese SMBH so groß geworden?
Es wurde wahrscheinlich gebildet, als zwei Early Type Galaxies (ETG) fusionierten. In diesem Fall hätten beide ETGs erschöpfte Kerne gehabt, was bedeutet, dass dort nicht viele Sterne sind. Diese Art der Fusion ist laut den Autoren wahrscheinlich selten und erklärt, warum dieses Biest so bemerkenswert ist.
Es ist auch möglich, dass das SMBH von Holm 15A das Ergebnis einer Fusion von mehr als zwei ETGs ist. „… Wenn Holm 15A in der Vergangenheit eine frühzeitige beschleunigte Entwicklung erlebt hat, könnte es durchaus sein, dass nicht nur ein binäres Schwarzes Loch beteiligt war, sondern möglicherweise ein komplizierteres Szenario mit mehreren Schwarzen Löchern.“
Das Team der Astronomen beabsichtigt, ihre Arbeit fortzusetzen. Sie glauben, dass ihre detaillierte Analyse mehr Informationen über die Fusionsgeschichte massereicher Galaxien und die Schwarzen Löcher in ihren Zentren liefern kann.
„Derzeit ist Holm 15A nur das erste massive ETG mit einem nahezu exponentiellen Kern, das dynamisch im Detail untersucht wurde. Dynamische Modelle und photometrische Zerlegungen anderer, ähnlicher Galaxien könnten dazu beitragen, die Fragen im Zusammenhang mit ihrer Entstehung und Entwicklung besser zu beleuchten. “
Es ist möglich, dass wir immer größere Schwarze Löcher finden und immer wieder neue Namen für die Größenkategorien erfinden müssen. Wir hatten schwarze Löcher, dann supermassive Schwarze Löcher und jetzt extrem massive Schwarze Löcher.
Einige Astrophysiker sagen, dass es wahrscheinlich eine Grenze dafür gibt, wie groß ein Schwarzes Loch werden kann, bevor seine Gasscheibe zusammenbricht und es nicht mehr wächst. Diese Grenze liegt bei etwa 50 Milliarden Sonnenmassen. Wenn jedoch zwei Schwarze Löcher verschmelzen, die diese Grenze bereits erreicht haben, ist möglicherweise eine UMBH mit bis zu 100 Milliarden Sonnenmassen möglich.
Das ist fast unvorstellbar. Und wenn drei Schwarze Löcher verschmelzen könnten, was bedeutet das für die Massengrenzen der Schwarzen Löcher?
Auf jeden Fall muss noch viel Arbeit geleistet werden, bevor wir wirklich verstehen, woher diese Giganten kommen und wie massiv sie werden können. Das LIGO-Observatorium hat ab 2018 10 Fusionen von Schwarzlochpaaren festgestellt, und sie sagen, dass sie möglicherweise eine pro Woche feststellen werden. Es gibt also keinen Mangel an Möglichkeiten, sie zu studieren.
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