Astronomen sagen, dass sie dank neuer Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA und anderer Teleskope das „Erwachsenwerden“ von Galaxien und Schwarzen Löchern entdeckt haben. Die neue Entdeckung hilft dabei, die wahre Natur gigantischer Gasklumpen zu lösen, die um sehr junge Galaxien beobachtet werden, und gibt Aufschluss über die Bildung von Galaxien und Schwarzen Löchern.
Die Ergebnisse, angeführt von Jim Geach von der Durham University in Großbritannien, werden in der Ausgabe vom 10. Juli von veröffentlicht Das astrophysikalische Journal.
Vor etwa einem Jahrzehnt entdeckten Astronomen bei der Untersuchung junger entfernter Galaxien riesige Wasserstoffgasreservoirs, die sie als „Blobs“ bezeichneten. Die Blobs leuchten hell in optischem Licht, aber die Quelle der immensen Energie, die erforderlich ist, um dieses Leuchten anzutreiben, und die Art dieser Objekte waren unklar.
Basierend auf den neuen Daten und theoretischen Argumenten zeigen Geach und seine Kollegen, dass das Erhitzen von Gas durch das Wachstum von supermassiven Schwarzen Löchern und Sternentstehungsschüben anstelle des Abkühlens von Gas höchstwahrscheinlich die Blobs antreibt. Die Implikation ist, dass Blobs ein Stadium darstellen, in dem die Galaxien und Schwarzen Löcher aufgrund dieser Erwärmungsprozesse gerade erst beginnen, ihr schnelles Wachstum auszuschalten. Dies ist eine entscheidende Phase der Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern - bekannt als „Feedback“ - und eine, die Astronomen seit langem zu verstehen versuchen.
"Wir sehen Anzeichen dafür, dass die Galaxien und Schwarzen Löcher in diesen Blobs erwachsen werden und jetzt das infallierende Gas zurückdrücken, um weiteres Wachstum zu verhindern", sagte Co-Autor Bret Lehmer, ebenfalls aus Durham. "Massive Galaxien müssen eine solche Phase durchlaufen, sonst würden sie zu viele Sterne bilden und so bis heute lächerlich groß werden."
Chandra und eine Sammlung anderer Teleskope, darunter Spitzer, haben 29 Blobs in einem großen Feld am Himmel beobachtet, das als "SSA22" bezeichnet wird. Diese Blobs mit einem Durchmesser von mehreren hunderttausend Lichtjahren werden gesehen, wenn das Universum nur etwa zwei Milliarden Jahre alt ist oder ungefähr 15 Prozent seines gegenwärtigen Alters.
In fünf dieser Blobs zeigten die Chandra-Daten die verräterische Signatur wachsender supermassiver Schwarzer Löcher - einer punktförmigen Quelle mit leuchtender Röntgenemission. Es wird angenommen, dass sich diese riesigen Schwarzen Löcher heute in den Zentren der meisten Galaxien befinden, einschließlich unserer eigenen. Weitere drei der Blobs in diesem Feld zeigen mögliche Hinweise auf solche Schwarzen Löcher. Basierend auf weiteren Beobachtungen, einschließlich Spitzer-Daten, konnte das Forscherteam feststellen, dass einige dieser Galaxien auch von bemerkenswerten Sternentstehungsgraden dominiert werden.
Die Strahlung und die starken Abflüsse aus diesen Schwarzen Löchern und die Ausbrüche der Sternentstehung sind nach Berechnungen stark genug, um das Wasserstoffgas in den Blobs, in denen sie leben, anzuzünden. In den Fällen, in denen die Signaturen dieser Schwarzen Löcher nicht erkannt wurden, sind die Blobs im Allgemeinen schwächer. Die Autoren zeigen, dass schwarze Löcher, die hell genug sind, um diese Blobs mit Strom zu versorgen, angesichts der Länge der Chandra-Beobachtungen zu dunkel wären, um erkannt zu werden.
Diese Ergebnisse erklären nicht nur die Stromquelle der Blobs, sondern auch ihre Zukunft. Unter dem Erhitzungsszenario kühlt sich das Gas in den Blobs nicht ab, um Sterne zu bilden, sondern trägt zu dem heißen Gas bei, das sich zwischen den Galaxien befindet. SSA22 selbst könnte sich zu einem massiven Galaxienhaufen entwickeln.
"Am Anfang hätten die Blobs ihre Galaxien gefüttert, aber was wir jetzt sehen, sind eher Reste", sagte Geach. "Dies bedeutet, dass wir in der Zeit noch weiter zurückblicken müssen, um Galaxien und Schwarze Löcher zu fangen, die sich aus Blobs bilden."
Quellen / weitere Informationen: die Chandra-Standorte in Harvard und der NASA.
