Wenn Galaxien kollidieren, kann es zu Chaos aller Art kommen. Obwohl der Prozess Millionen von Jahren dauert, kann die Fusion zweier Galaxien dazu führen, dass Supermassive Black Holes (SMBHs, die sich in ihren Zentren befinden) verschmelzen und noch größer werden. Es kann auch dazu führen, dass Sterne aus ihren Galaxien geworfen werden und sie und sogar ihre Planetensysteme als „Schurkensterne“ in den Weltraum schicken.
Laut einer neuen Studie eines internationalen Teams von Astronomen scheint es jedoch, dass SMBHs in einigen Fällen auch nach einer Fusion aus ihren Galaxien ausgeworfen werden könnten. Mithilfe von Daten aus dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA und anderen Teleskopen entdeckte das Team, was ein „abtrünniges supermassives Schwarzes Loch“ sein könnte, das sich von seiner Galaxie entfernt.
Laut der Studie des Teams, die in der Astrophysikalisches Journal unter dem Titel A Potential Recoiling Supermassive Black Hole, CXO J101527.2 + 625911 - das abtrünnige Schwarze Loch wurde in einer Entfernung von etwa 3,9 Milliarden Lichtjahren von der Erde entdeckt. Es scheint aus einer elliptischen Galaxie zu stammen und enthält das 160-Millionen-fache der Masse unserer Sonne.
Das Team fand dieses Schwarze Loch, als es Tausende von Galaxien nach Hinweisen auf Schwarze Löcher durchsuchte, die Anzeichen von Bewegung zeigten. Dies bestand darin, die vom Chandra-Röntgenteleskop erhaltenen Daten nach hellen Röntgenquellen zu durchsuchen - ein gemeinsames Merkmal schnell wachsender SMBHs -, die im Rahmen der Sloan Digital Sky Survey (SDSS) beobachtet wurden.
Dann untersuchten sie Hubble-Daten all dieser röntgenhellen Galaxien, um festzustellen, ob zwei helle Peaks in der Mitte einer Galaxie sichtbar würden. Diese hellen Spitzen wären ein verräterischer Hinweis darauf, dass ein Paar supermassiver Schwarzer Löcher vorhanden war oder dass sich ein rückstoßendes Schwarzes Loch vom Zentrum der Galaxie wegbewegte. Zuletzt untersuchten die Astronomen die SDSS-Spektraldaten, die zeigen, wie sich die Menge an optischem Licht mit der Wellenlänge ändert.
Aus all dem heraus fanden die Forscher ausnahmslos heraus, was sie als guten Kandidaten für ein abtrünniges Schwarzes Loch betrachteten. Mit Hilfe der Hilfedaten des SDSS und des Keck-Teleskops in Hawaii stellten sie fest, dass sich dieser Kandidat in der Nähe des Zentrums seiner Galaxie befand, aber sichtbar von diesem entfernt war. Sie stellten auch fest, dass es eine Geschwindigkeit hatte, die sich von der Galaxie unterschied - Eigenschaften, die darauf hindeuteten, dass es sich von selbst bewegte.
Das Bild unten, das aus Hubble-Daten generiert wurde, zeigt die beiden hellen Punkte nahe dem Zentrum der Galaxie. Während sich die linke im Zentrum befand, befand sich die rechte (die abtrünnige SMBH) etwa 3.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt. Zwischen den Röntgen- und optischen Daten deuteten alle Hinweise darauf hin, dass es sich um ein Schwarzes Loch handelte, das aus seiner Galaxie geworfen wurde.
In Bezug auf das, was dies hätte verursachen können, wagte das Team, dass sich das hintere Loch möglicherweise „zurückgezogen“ hätte, als zwei kleinere SMBHs kollidierten und fusionierten. Diese Kollision hätte Gravitationswellen erzeugt, die dann das Schwarze Loch aus dem Zentrum der Galaxie hätten drücken können. Sie wagten weiter, dass sich das Schwarze Loch durch die Kollision zweier kleinerer Schwarzer Löcher gebildet und in Bewegung gesetzt haben könnte.
Eine andere mögliche Erklärung ist, dass sich zwei SMBHs im Zentrum dieser Galaxie befinden, aber eine von ihnen erzeugt keine nachweisbare Strahlung - was bedeuten würde, dass sie zu langsam wächst. Die Forscher befürworten jedoch die Erklärung, dass das, was sie beobachteten, ein abtrünniges Schwarzes Loch war, da es mit den Beweisen konsistenter zu sein scheint. Zum Beispiel zeigte ihre Studie Anzeichen dafür, dass die Wirtsgalaxie in ihren äußeren Regionen eine gewisse Störung erfuhr.
Dies ist ein möglicher Hinweis darauf, dass die Fusion zwischen den beiden Galaxien in der jüngeren Vergangenheit stattgefunden hat. Da angenommen wird, dass SMBH-Fusionen auftreten, wenn ihre Wirtsgalaxien verschmelzen, spricht dieser Vorbehalt für die abtrünnige Theorie des Schwarzen Lochs. Darüber hinaus zeigten die Daten, dass sich in dieser Galaxie Sterne mit hoher Geschwindigkeit bildeten. Dies stimmt mit Computersimulationen überein, die vorhersagen, dass verschmelzende Galaxien eine erhöhte Geschwindigkeit der Sternentstehung erfahren.
Natürlich sind zusätzliche Untersuchungen erforderlich, bevor Schlussfolgerungen gezogen werden können. In der Zwischenzeit dürften die Ergebnisse für Astronomen von besonderem Interesse sein. Diese Studie beinhaltet nicht nur ein wirklich seltenes Phänomen - ein SMBH, das sich in Bewegung befindet, anstatt sich im Zentrum einer Galaxie auszuruhen -, sondern die einzigartigen Eigenschaften könnten uns helfen, mehr über diese seltenen und rätselhaften Merkmale zu erfahren.
Zum einen könnte die Untersuchung von SMBHs mehr über die Geschwindigkeit und Richtung des Spins dieser rätselhaften Objekte enthüllen, bevor sie verschmelzen. Auf diese Weise könnten Astronomen besser vorhersagen, wann und wo SMBHs fusionieren werden. Die Untersuchung der Geschwindigkeit des Rückstoßes von Schwarzen Löchern könnte auch zusätzliche Informationen über Gravitationswellen enthüllen, die zusätzliche Geheimnisse über die Natur der Raumzeit enthüllen könnten.
Und vor allem ist das Erleben eines abtrünnigen Schwarzen Lochs eine Gelegenheit, einige erstaunliche Kräfte bei der Arbeit zu sehen. Unter der Annahme, dass die Beobachtungen korrekt sind, wird es zweifellos Nachuntersuchungen geben, um festzustellen, wohin das SMBH reist und welche Auswirkungen es auf die umgebende kosmische Umgebung hat.
Seit den 1970er Jahren sind Wissenschaftler der Meinung, dass die meisten Galaxien SMBHs im Zentrum haben. In den folgenden Jahren und Jahrzehnten bestätigten Forschungen die Anwesenheit von Schwarzen Löchern nicht nur im Zentrum unserer Galaxie - Schütze A * - sondern im Zentrum aller fast allen bekannten massiven Galaxien. Diese Objekte haben eine Masse von Hunderttausenden bis zu Milliarden von Sonnenmassen und üben einen starken Einfluss auf ihre jeweiligen Galaxien aus.
Genießen Sie dieses Video mit freundlicher Genehmigung des Chandra X-Ray Observatory:
