Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schwarzes Loch in einer einsamen Galaxie

08.04.2016

Astronomen finden den ungewöhnlichen Nachfahren eines Quasars

Massereiche schwarze Löcher können nicht nur in großen Galaxienhaufen wachsen. Ein internationales Team von Forschern des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik, aus den USA und Kanada fand im Innern der relativ einsamen Galaxie NGC 1600 ein schwarzes Loch mit der Masse von rund 17 Milliarden Sonnen – eines der massivsten schwarzen Löcher, das bisher aufgespürt wurde.


Die elliptische Galaxie NGC 1600 (links) beherbergt ein sehr massereiches schwarzes Loch mit 17 Milliardenfacher Sonnenmasse. Im Gegensatz zu anderen Galaxien, in denen sehr massereiche schwarze Löcher gefunden wurden (wie in NGC 4889, rechts), ist sie die größte einer relativ kleinen Gruppe von Galaxien und befindet sich nicht in einem großen Galaxienhaufen.

© MPE/Gemini Observatory


Vergrößerte Ansicht der zentralen Region von NGC 1600: Der Kern ist recht diffus, viele Sterne fehlen – wahrscheinlich als Folge einer früheren Galaxienverschmelzung.

© Gemini Observatory/AURA & HST/NASA/ESA

Außerdem stellte sich heraus, dass die Verteilung der Sterne nahe dem Galaxienzentrum recht diffus ist und sich diese Region über denselben Radius erstreckt wie die Einflusssphäre der Schwerkraft des schwarzen Lochs Fast jede Galaxie beherbergt in ihrem Zentrum ein massereiches schwarzes Loch – im Herzen unserer Milchstraße befindet sich ein eher kleineres; es ist lediglich vier Millionen Mal so schwer wie unsere Sonne. Tausendfach massereichere schwarze Löcher brachten einst die Quasare im frühen Universum zum Leuchten.

Diese Strahlungsgiganten leben von der Energie, die frei wird, wenn Gas auf ein massereiches schwarzes Loch einstürzt. Bisher ließen sich die heute nicht mehr aktiven Nachfahren dieser sehr großen schwarzen Löcher nur innerhalb riesiger Galaxien in den Zentren gewaltiger Galaxienhaufen mit Hunderten von anderen Sternsystemen nachweisen. Aber sie scheinen nicht nur dort zu existieren.

Das nun entdeckte schwarze Loch hat die 17 Milliardenfache Masse unserer Sonne – und sitzt im Herzen der mehr oder weniger einsam durchs All treibenden Galaxie NGC 1600. Für dieses Ergebnis hatten die Forscher Beobachtungen aus dem MASSIVE-Survey ausgewertet. Der Katalog dient der Untersuchung von Struktur, Dynamik und Entstehungsgeschichte der 100 massereichsten elliptischen Galaxien in einer Distanz von bis zu 350 Millionen Lichtjahren von unserer Milchstraße.

Die Wissenschaftler analysierten die Geschwindigkeiten der Sterne nahe dem zentralen schwarzen Loch. Um seine Masse zu bestimmen, verglichen sie diese Geschwindigkeiten mit theoretisch berechneten Modellen von Sternorbits. Erstaunlich ist – neben der großen Masse des Schwerkraftmonsters – die Tatsache, dass NGC 1600 Teil einer kleinen Gruppe von nur wenigen Galaxien ist.

„Zum ersten Mal haben wir ein derart massereiches schwarzes Loch in einer relativ isolierten Galaxie gefunden und nicht in einem großen Galaxienhaufen“, sagt Jens Thomas vom Garchinger Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Hauptautor des in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikels. Und: „Andere Galaxien mit sehr massereichen schwarzen Löchern befinden sich in der Regel in Regionen des Universums mit einer hohen Massendichte, also in Haufen mit vielen anderen Galaxien.“

„Auch der Zentralbereich der Galaxie NGC 1600 ist interessant. Er erscheint sehr diffus – so, als ob Milliarden von Sternen fehlen“, sagt Chung-Pei Ma von der University California Berkeley (USA), die den MASSIVE-Survey leitet. Wie aber ist es zu einem solchen Verlust an Sternen gekommen?NGC 1600 ist mit Abstand die hellste Galaxie in ihrer kleinen Gruppe und überstrahlt die anderen Mitglieder um mindestens das Dreifache.

Um so groß zu werden, könnte diese Galaxie bereits früh mit anderen, nahen Milchstraßensystemen und deren schwarzen Löchern verschmolzen sein. Im Fall einer Kollision von zwei Galaxien haben deren schwarze Löcher zunächst ein Binärsystem gebildet. Sterne, die diesem zu nahe kamen, wurden – wie bei einer „Schwerkraftschleuder“ – zu größeren Radien gestreut.

„Bei weniger massereichen elliptischen Galaxien nimmt die Helligkeit typischerweise immer mehr zu, je weiter man sich dem Zentrum nähert. Bei NGC 1600 ist es aber so, als wären so viele Sterne wie in der Scheibe unserer Milchstraße aus dem Zentrum herausgeschleudert worden“, sagt Jens Thomas.

Durch den Vergleich ihrer Ergebnisse mit Massenbestimmungen in einer Reihe von ähnlichen Galaxien fanden die Astronomen, dass die Sterne genau in jener Region zu fehlen scheinen, in welche die Einflusssphäre der Gravitation des schwarzen Lochs reicht. „Das schwarze Loch in NGC 1600 zeigt, wie der Nachfahre eines leuchtenden Quasars in einer relativ isolierten Galaxie heute aussehen könnte“, sagt Chung-Pei Ma. „Mit unseren Beobachtungen werden wir in Kürze herausfinden, ob wir einfach eine ungewöhnliche Galaxie entdeckt haben, oder ob das die Spitze eines Eisbergs ist.“

Ansprechpartner

Dr. Hannelore Hämmerle

Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching

E-Mail: pr@mpe.mpg.de

Dr. Jens Thomas

Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching

E-Mail: jthomas@mpe.mpg.de

Originalpublikation

Jens Thomas, Chung-Pei Ma, Nicholas J. McConnell et al. A 17-billion-solar-mass black hole in a group galaxy with a diffuse core Nature, online 6 April 2016

Dr. Hannelore Hämmerle | Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching
Weitere Informationen:
https://www.mpg.de/10430946/schwarzes-loch-galaxie-ngc-1600

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Kleinste Teilchen aus fernen Galaxien!
22.09.2017 | Bergische Universität Wuppertal

nachricht Tanzende Elektronen verlieren das Rennen
22.09.2017 | Universität Bielefeld

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie