Mittwoch, 28. November 2012

Astronomen entdecken bislang stärkste Materieflüsse eines Schwarzen Lochs


Diese künstlerische Darstellung zeigt Materie, die aus der Umgebung des supermassereichen Schwarzen Lochs in dem Quasar SDSS J1106+1939 ausgestoßen wird (Illu.).
| Copyright: ESO/L. Calçada

Cerro Paranal (Chile) - Viele extrem hell leuchtende Zentren ferner Galaxien sogenannte Quasare, deren Leuchtkraft von supermassereichen Schwarzen Löchern befeuert wird, geben gewaltige Mengen an Materie in ihre Muttergalaxien ab. Diese Materieflüsse spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Galaxien. Bis vor kurzem waren die beobachteten Quasar-Materieflüsse aber allesamt nicht so stark wie von den Theoretikern erwartet. Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) haben Astronomen jetzt den Quasar mit dem energiereichsten jemals beobachteten Materiefluss entdeckt: Bei "SDSS J1106+1939" ist der Ausfluss mindestens fünfmal so stark wie bei allen anderen andere bisher bekannten Quasaren und stimmt nun erstmals mit der theoretischen Vorhersage überein.

"SDSS J1106+1939" wurde mit dem Instrument X-Shooter am VLT am Paranal-Observatorium in Chile detailliert untersucht. Obwohl Schwarze Löcher in erster Linie dafür bekannt sind, Materie anzuziehen, stoßen die meisten Quasare einen Teil des Materials um sie herum auch wieder ab. Dabei wird das Material auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt.

"Wir haben den stärksten Quasar-Materiefluss aller Zeiten entdeckt. Von SDSS J1106+1939 wird das zweibillionenfache der Gesamtleistung der Sonne in Form von Materie bei hohen Geschwindigkeiten weggetragen. Das entspricht immerhin dem einhundertfachen der Abstrahlung der gesamten Milchstraße – ein wahrhaft gigantischer Energieausstoß also", erläutert Nahum Arav von der Virginia Tech in den USA, der das Astronomenteam geleitet hat, das die Studie durchgeführt hat. "Damit ist es erstmals gelungen, einen Quasar-Materiefluss zu messen, der so hohe Energiemengen zeigt, wie von der Theorie vorhergesagt."


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Wie die Astronomen demnächst im "The Astrophysical Journal" berichten, deuten viele Simulationsrechnungen darauf hin, dass der starke Einfluss dieser Materieflüsse auf die Galaxien, innerhalb derer sie sich bilden, mehrere Rätsel der modernen Kosmologie lösen könnte, zum Beispiel die Frage, wie die Masse einer Galaxie mit der Masse des zentralen Schwarzen Lochs zusammenhängt oder warum es nur so wenige große Galaxien im Universum gibt. Bislang war jedoch unklar, ob Quasare überhaupt in der Lage sind, die für diese Phänomene notwendigen Energiemengen zu liefern.

Der neu entdeckte Materiefluss, so die ESO-Pressemitteilung (eso.org), befindet sich etwa eintausend Lichtjahre von dem supermassereichen Schwarzen Loch im Herzen des Quasars "SDSS J1106+1939" entfernt. Er ist mindestens fünfmal so stark wie der vorherige Rekordhalter. Die Analyse des Astronomenteams ergab, dass von diesem Quasar pro Jahr etwa das Vierhundertfache der Sonnenmasse ausgestoßen wird – und das bei einer Geschwindigkeit von etwa 8000 Kilometern pro Sekunde.

"Ohne den X-Shooter-Spectrografen am VLT hätten wir Daten mit der hohen Qualität, wie sie diese Entdeckung erfordert hat, nicht aufnehmen können", ergänzt Benoit Borguet, ebenfalls von der Virginia Tech und der Erstautor des Fachartikels, in dem die Studie dargestellt wird. "So waren wir in der Lage, die Region um den Quasar erstmals detailliert zu untersuchen."

Zusammen mit SDSS J1106+1939 untersuchte das Wissenschaftlerteam noch einen weiteren Quasar, der ebenfalls starke Materieflüsse zeigt. Beide sind typische Vertreter einer weit verbreiteten, aber bislang nur wenig untersuchten Art von Quasaren, so dass sich die Ergebnisse auf leuchtkräftige Quasare überall im Universum übertragen lassen sollten. Borguet und seine Kollegen überprüfen derzeit ein Dutzend weiterer ähnlicher Quasare, um sicherzugehen, dass dies auch tatsächlich der Fall ist.

"Nach etwas derartigem haben wir zehn Jahre lang gesucht", schließt Arav. "Es ist unglaublich aufregend, einen dieser lange vorhergesagten Monster-Materieflüsse gefunden zu haben!"



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