Es gibt eine Galaxie nicht weit von unserer entfernt, von der Astronomen sehr sicher waren, dass sie wie ein "X" geformt ist, zumindest aus der Perspektive von Radioteleskopen. Ein neues, klareres Radioteleskopbild zeigt jedoch, dass die Galaxie eher wie ein ausgestreckter Fleck aussieht.
Dieses Bild, das am 11. Juli in der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, bringt jahrzehntelange Vorstellungen über die Galaxie NGC 326 auf den Kopf und stört eine langjährige Theorie über Kollisionen zwischen supermassiven Schwarzen Löchern. Es ist ein Produkt des Low-Frequency Array (LOFAR), eines leistungsstarken Radioteleskops in den Niederlanden.
NGC 326 schien wirklich X-förmig zu sein, schrieben die Autoren des Papiers vom 11. Juli. Wann immer Forscher die Funksignaturen der Galaxie untersuchten - die besonderen Muster von Radiowellen, die eine Struktur aussendet -, schienen sie vier verschiedene Lappen zu zeigen, die Beine des X. Dies war ein Beweis für eine vergangene riesige Kollision zwischen zwei supermassiven Schwarzen Löchern . Das neue Bild zeigt jedoch ein komplizierteres Bild - eines, das eine Kollision mit einem Schwarzen Loch allein nicht erklären kann.
Deshalb war die X-Form für Schwarzlochforscher eine große Sache. Große Galaxien, einschließlich unserer eigenen Milchstraße, haben supermassereiche Schwarze Löcher in ihren Zentren, wie Live Science bereits berichtet hat. Diese schwarzen Löcher, so groß sie auch sind, sind meist zu klein und weit weg, um sie selbst mit den besten Teleskopen zu beobachten. Aber Astronomen können diese schwarzen Löcher an ihren Funksignaturen erkennen. Viele supermassereiche Schwarze Löcher sprengen zwei Materiestrahlen in den Weltraum, die aus Material bestehen, das kaum entkommen kann, wenn sie in die Leere fallen. Diese Jets schießen mit erheblichen Bruchteilen der Lichtgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen ab und erzeugen lange Flecken glühender Partikel im Weltraum, die oft größer sind als ihre Wirtsgalaxien, die Radioteleskope erkennen können.
Aber Forscher hatten sich lange gefragt: Wenn große Galaxien verschmelzen, kollidieren ihre supermassiven Schwarzen Löcher? In der Astrophysik ist es eine offene Frage, ob das Universum lange genug existiert, um zwei supermassereiche Schwarze Löcher zusammenzuschlagen, schrieben die Autoren des Papiers. Sobald zwei solcher Riesen in die Umlaufbahnen des anderen stolpern, könnte der Prozess, sich immer näher zu drehen und schließlich zusammenzustoßen, so viele Milliarden Jahre dauern, dass wir ihn in unserem Universum niemals sehen würden.
Einige Astronomen dachten jedoch, X-förmige Galaxien seien ein Beweis dafür, dass diese Kollisionen stattgefunden hatten. Die Theorie war, dass irgendwann ein supermassives Schwarzes Loch, das zwei Jets produzierte, in ein anderes supermassives Schwarzes Loch schlug, was laut den Autoren des Papiers zu einem neuen, größeren Schwarzen Loch führte, das auf einer völlig neuen Achse ausgerichtet war. Dieses neue Schwarze Loch würde seine beiden Jets in eine völlig andere Richtung schießen, aber die Jets des ursprünglichen Schwarzen Lochs würden im Raum leuchten und diese X-Form erzeugen.
Diese Theorie der X-förmigen Galaxien hat jedoch einige ziemlich strenge Begriffe: Es kann kein Verschmieren zwischen den Lappen der Jets geben. Die leeren Räume müssen dunkel sein. Das liegt daran, dass sich das Schwarze Loch so plötzlich neu ausgerichtet hätte, dass die Jets nicht über den Zwischenraum schwingen und ihn mit Partikeln besprühen würden. Von außen betrachtet würde der Prozess so aussehen, als würde sich eine Strahlquelle ausschalten, während eine andere an derselben Stelle eingeschaltet wird und in verschiedene Richtungen sprüht.
Das neue Bild von LOFAR zeigt, dass dies zumindest in NGC 326 nicht der Fall ist. Die Zwischenräume zwischen den Lappen des "X" der Galaxie sind mit leuchtenden Partikeln gefüllt, wodurch sie eher einem Klumpen als einem Buchstaben des Alphabets ähnelt.
"Wir betonen, dass eine BH-BH-Fusion, die sich entweder als abrupte Jet-Neuorientierung oder als langsamerer Übergang manifestiert, durch diese Daten nicht ausgeschlossen wird", schrieben die Forscher in dem Artikel. "Aber es ist weder eine notwendige noch eine ausreichende Erklärung für die beobachtete Quellenmorphologie allein."
Mit anderen Worten, schwarze Löcher könnten in NGC 326 verschmolzen sein. Dieses detailliertere Bild zeigt jedoch nicht unbedingt den Detritus einer solchen Fusion. Und wenn in NGC 326 eine Schwarzlochfusion stattgefunden hat, kann diese Fusion allein nicht die Form erklären, die Astronomen jetzt in diesem Teil des Weltraums sehen können.
Später, so die Forscher, müssen Astronomen ihre Annahmen über X-förmige Galaxien neu bewerten, von denen NGC 326 das "prototypische" Beispiel war. Während sich Astronomen darauf einstellen, die Laserinterferometer-Weltraumantenne (LISA) - den empfindlichsten Gravitationswellendetektor aller Zeiten - in den Weltraum zu bringen, haben einige Berechnungen durchgeführt, wie viele supermassereiche Fusionen von Schwarzen Löchern (die auch in der Raumzeit sehr große Wellen erzeugen) bekannt als niederfrequente Gravitationswellen) sollte das Instrument in der Lage sein, jedes Jahr anhand der Anzahl der X-förmigen Galaxien im Weltraum zu erfassen. Aber wenn NGC 326 nicht wirklich X-förmig ist, können Astronomen darauf vertrauen, dass einer der entfernteren ist? Es könnte an der Zeit sein, bei diesen Berechnungen zum Zeichenbrett zurückzukehren.
