Hubble-Bild aus einer Stichprobe von 20 Quasaren in der Nähe. Bildnachweis: NASA / ESA / ESO Zum Vergrößern anklicken
Die Entdeckung eines supermassiven Schwarzen Lochs ohne eine massive Wirtsgalaxie ist das überraschende Ergebnis einer großen Hubble- und VLT-Studie von Quasaren.
Dies ist die erste überzeugende Entdeckung eines solchen Objekts. Eine interessante Erklärung ist, dass die Wirtsgalaxie fast ausschließlich aus „dunkler Materie“ besteht.
Ein Team europäischer Astronomen hat zwei der leistungsstärksten verfügbaren astronomischen Einrichtungen, das Hubble-Weltraumteleskop der NASA / ESA und das Very Large Telescope (VLT) der ESO in Cerro Paranal, genutzt, um einen hellen Quasar ohne massive Wirtsgalaxie zu entdecken.
Quasare sind leistungsstarke und normalerweise sehr weit entfernte Strahlungsquellen. Sie werden üblicherweise mit Galaxien assoziiert, die ein aktives zentrales Schwarzes Loch enthalten.
Das Team führte eine detaillierte Studie mit 20 relativ nahe gelegenen Quasaren durch. Für 19 von ihnen stellten sie erwartungsgemäß fest, dass diese supermassiven Schwarzen Löcher von einer Wirtsgalaxie umgeben sind. Als sie jedoch den hellen Quasar HE0450-2958 untersuchten, der sich etwa 5000 Millionen Lichtjahre entfernt befindet, konnten sie keine Beweise für eine Wirtsgalaxie finden.
Die Astronomen vermuten, dass dies auf einen seltenen Fall einer Kollision zwischen einer scheinbar normalen Spiralgalaxie und einem „exotischen“ Objekt mit einem sehr massiven Schwarzen Loch hindeutet.
Mit Massen, die hunderte Millionen Mal größer sind als die Sonne, finden sich in den Zentren der massereichsten Galaxien, einschließlich unserer eigenen Milchstraße, häufig supermassive Schwarze Löcher. Diese schwarzen Löcher manifestieren sich manchmal dramatisch, indem sie Materie verschlingen, die sie durch ihre Schwerkraft verschlucken.
Die am besten gefütterten dieser Objekte leuchten als „Quasare“ (stehen für „quasi-stellares Objekt“, weil sie ursprünglich als Sterne betrachtet wurden).
Das letzte Jahrzehnt der Beobachtungen, hauptsächlich mit dem Hubble-Teleskop, hat gezeigt, dass Quasare normalerweise mit massiven Wirtsgalaxien assoziiert sind. Die Beobachtung der Wirtsgalaxie eines Quasars ist jedoch eine Herausforderung, da der Quasar den Wirt vollständig überstrahlt und die zugrunde liegende Struktur der Galaxie maskiert.
Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die Astronomen eine neue und hocheffiziente Strategie. Sie kombinierten Hubbles ultrascharfe Bilder und Spektroskopie von ESOs VLT und beobachteten ihre Probe von 20 Quasaren gleichzeitig mit einem Referenzstern. Der Stern diente als punktgenaue Referenzlichtquelle, mit der das Quasarlicht von jeglichem möglichen Licht einer darunter liegenden Galaxie getrennt wurde.
Trotz der verwendeten innovativen Techniken wurde um HE0450-2958 keine Wirtsgalaxie gesehen. Dies bedeutet, dass eine Wirtsgalaxie, wenn sie existiert, entweder mindestens sechsmal schwächer als typische Wirtsgalaxien sein muss oder einen Radius von weniger als etwa 300 Lichtjahren haben muss, dh 20 bis 170 Mal kleiner als typische Wirtsgalaxien (die normalerweise Radien haben) im Bereich von etwa 6000 bis 50 000 Lichtjahren).
"Mit der leistungsstarken Kombination von Hubble und VLT sind wir zuversichtlich, dass wir eine normale Wirtsgalaxie hätten erkennen können", sagte Pierre Magain von der Universität. de Li? ge, Belgien.
Die Astronomen entdeckten jedoch eine interessante kleinere Gaswolke mit einer Breite von etwa 2500 Lichtjahren in der Nähe des Quasars, die sie "Blob" nennen. VLT-Beobachtungen zeigen, dass diese Wolke glüht, weil sie in der intensiven Strahlung des Quasars und nicht von Sternen in der Wolke gebadet wird. Höchstwahrscheinlich ist es das Gas aus dieser Wolke, das das supermassive Schwarze Loch speist und es so zu einem Quasar werden lässt.
"Das Fehlen einer massiven Wirtsgalaxie in Verbindung mit der Existenz des Blobs und der sternbildenden Galaxie lässt uns glauben, dass wir einen wirklich exotischen Quasar entdeckt haben", sagte Fr? D? Ric Courbin von der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Schweiz.
„Es besteht kaum ein Zweifel daran, dass eine Zunahme der Sternentstehung in der Begleitgalaxie und im Quasar selbst durch eine Kollision ausgelöst wurde, die vor etwa 100 Millionen Jahren stattgefunden haben muss. Was mit dem mutmaßlichen Quasar-Wirt passiert ist, ist unbekannt. “
HE0450-2958 ist ein herausfordernder Fall. Die Astronomen schlagen mehrere mögliche Erklärungen vor. Wurde die Wirtsgalaxie infolge der Kollision vollständig zerstört? Hat ein isoliertes Schwarzes Loch beim Überqueren der Scheibe einer Spiralgalaxie Gas eingefangen? Dies würde ganz besondere Bedingungen erfordern und hätte wahrscheinlich keine so enorme Störung der benachbarten Galaxie verursacht, wie sie beobachtet wird. Weitere Studien werden die Situation hoffentlich klären.
Eine weitere faszinierende Hypothese ist, dass die Galaxie, in der sich das Schwarze Loch befindet, fast ausschließlich aus „dunkler Materie“ besteht. Es kann sein, dass eine normale Phase bei der Bildung einer massiven Galaxie beobachtet wird, die in diesem Fall mehrere 1000 Millionen Jahre später stattgefunden hat als in den meisten anderen.
Ursprüngliche Quelle: ESA-Portal
