In einer Entdeckung, die supermassive Theorien zur Bildung von Schwarzen Löchern auf den Kopf stellen könnte, haben Astronomen eines dieser Tiere in einer winzigen Galaxie mit einem Durchmesser von nur 157 Lichtjahren entdeckt - etwa 500 Mal kleiner als die Milchstraße.
Der Clou wird sein, ob das Team mehr schwarze Löcher wie dieses finden kann, und daran arbeiten sie bereits nach der Entdeckung in der Galaxie M60-UCD1. Die ultrakompakte Galaxie ist eine von nur etwa 50, die Astronomen in den nächsten Galaxienhaufen bekannt sind.
"Es ist sehr ähnlich wie ein Nadelstich am Himmel", sagte der leitende Forscher Anil Seth, Astrophysiker an der Universität von Utah, von M60-UCD1 während einer Online-Pressekonferenz am Dienstag (16. September).
Seth sagte, er habe erkannt, dass etwas Besonderes passiert, als er die Handlung für Sternbewegungen innerhalb von M60-UCD1 sah, basierend auf Daten des Gemini North Telescope in Hawaii. Die Sterne im Zentrum der Galaxie kreisten viel schneller als die am Rand. Die Geschwindigkeit war angesichts der Art der Sterne in der Galaxie unerwartet.
"Sofort, als ich die Sternbewegungskarte sah, wusste ich, dass wir etwas Aufregendes sahen", sagte Seth. "Ich wusste ziemlich genau, dass es dort ein interessantes Ergebnis gibt."
In seiner Gewichtsklasse ist M60-UCD1 ein herausragendes Produkt. Letztes Jahr war Seth zweiter Co-Autor einer Gruppe, die bekannt gab, dass es sich um die dichteste nahe gelegene Galaxie handelt, deren Sterne 25-mal dichter als in der Milchstraße sind. Es ist auch eines der hellsten, die sie kennen, eine Tatsache, die durch die relative Nähe der Galaxie zur Erde unterstützt wird. Es ist ungefähr 54 Millionen Lichtjahre entfernt, ebenso wie die massive Galaxie, die es umkreist: M60. Die beiden Galaxien sind nur 20.000 Lichtjahre voneinander entfernt.
Es ist bekannt, dass supermassive Schwarze Löcher in den Zentren der meisten größeren Galaxien, einschließlich der Milchstraße, lauern. Wie sie überhaupt dorthin gekommen sind, ist jedoch unklar. Der Fund im Inneren von M60-UCD1 ist angesichts der relativen Größe des Schwarzen Lochs zur Galaxie selbst besonders faszinierend. Das Schwarze Loch macht etwa 15% der Masse der Galaxie aus, mit einer äquivalenten Masse von 21 Millionen Sonnen. Das Schwarze Loch der Milchstraße nimmt dagegen weniger als einen Prozentsatz der Masse unserer Galaxie ein.
Angesichts der Tatsache, dass Astronomen so wenige ultrakompakte Galaxien bekannt sind, sind einige grundlegende Eigenschaften ein Rätsel. Zum Beispiel ist die Masse dieser Galaxientypen aufgrund ihres Sternenlichts tendenziell höher als erwartet.
Einige Astronomen schlagen vor, dass dies daran liegt, dass sie massereichere Sterne als andere Galaxientypen haben, aber Seth sagte, dass Messungen von Sternen innerhalb von M60-UCD1 (basierend auf ihrer Orbitalbewegung) normale Massen zeigen. Die zusätzliche Masse kommt stattdessen vom Schwarzen Loch, argumentiert er, und das wird wahrscheinlich auch für andere ultrakompakte Galaxien gelten.
"Es ist ein neuer Ort, um nach Schwarzen Löchern zu suchen, die zuvor nicht erkannt wurden", sagte er, räumte jedoch ein, dass die Idee, dass Schwarze Löcher in ähnlichen Galaxien existieren, erst dann allgemein akzeptiert wird, wenn das Team weitere Funde macht. Eine alternative Erklärung für ein Schwarzes Loch könnte eine Reihe von Sternen mit geringer Masse oder Neutronensternen sein, die nicht viel Licht abgeben, aber Seth sagte, die Anzahl dieser Sterne, die in M60-UCD1 benötigt werden, sei „unangemessen hoch“.
Sein Team plant, mehrere andere ultrakompakte Galaxien wie M60-UCD1 zu untersuchen, aber vielleicht wären nur sieben bis acht andere hell genug von der Erde, um diese Messungen durchzuführen, sagte er. (Weitere Arbeiten würden wahrscheinlich ein Instrument wie das bevorstehende Dreißig-Meter-Teleskop erfordern, sagte er.) Darüber hinaus hat Seth Forschungsinteressen an Kugelsternhaufen - riesigen Ansammlungen von Sternen - und plant einen Besuch in Hawaii im nächsten Monat, um nach Schwarzen Löchern zu suchen diese Objekte auch.
Die Ergebnisse wurden heute (17. September) in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
