Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stärkste Materieflüsse eines Schwarzen Lochs entdeckt

28.11.2012
Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Quasare sind extrem hell leuchtende Zentren ferner Galaxien, für deren Leuchtkraft supermassereiche Schwarze Löcher verantwortlich sind. Viele von ihnen geben gewaltige Mengen an Materie in ihre Muttergalaxien ab.

Diese Materieflüsse spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Galaxien. Jetzt haben Astronomen mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO den Quasar mit dem energiereichsten jemals beobachteten Materiefluss entdeckt: Bei SDSS J1106+1939 ist der Aufluss mindestens fünfmal so stark wie bei allen anderen andere bisher bekannten Quasaren und stimmt nun erstmals mit der theoretischen Vorhersage überein.


Künstlerische Darstellung der gigantischen Materieflüsse des Quasars SDSS J1106+1939
Illustration: ESO/L. Calçada

Quasare sind die hell strahlende Zentren ferner Galaxien, für deren enorme Leuchtkraft gigantische Schwarze Löcher verantwortlich sind. Im Rahmen der hier vorgestellten neuen Studie wurde nun eines dieser energiegeladenen Objekte mit dem Namen SDSS J1106+1939 mit dem Instrument X-Shooter am Very Large Telescope der ESO am Paranal-Observatorium in Chile detailliert untersucht [1]. 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.”

Viele Simulationsrechnungen deuten 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 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 [2].

Der neuentdeckte Materiefluss 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 [3]. 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 [4], 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!”

Endnoten

[1] Das Astronomenteam beobachtete SDSS J1106+1939 und SDSS J1512+1119 im April 2011 und im März 2012 mit dem X-Shooter-Spektrografen am Very Large Telescope der ESO. Indem man das Licht in seine Farbbestandteile zerlegt und das dabei entstehende Spektrum näher untersucht, lassen sich die Geschwindigkeit und andere Eigenschaften der Materie in der Nähe des Quasars untersuchen.

[2] Der starke Materiefluss von SDSS J1106+1939 trägt so viel Energie, dass er eine wichtige Rolle bei Rückkopplungsprozessen spielen dürfte, wie sie in aktiven Galaxien auftreten. Diese erfordern typischerweise einen mechanischen Energieeintrag von etwa 5% der Leuchtkraft des Quasars. Die Rate, mit der die kinetische Energie von dem Materiefluss übertragen wird, bezeichnet man als kinetische Leuchtkraft.

[3] SDSS J1106+1939 zeigt einen Materiefluss mit einer kinetischen Leuchtkraft von mindestens 1046 ergs s−1. Die Entfernungen der Materieflüsse vom Quasar sind mit 300-8000 Lichtjahren wesentlich größer als erwartet und deuten an, dass wir sie noch sehen, obwohl sie sich bereits deutlich von dem Ort entfernt haben, an dem die Materie ursprünglich beschleunigt wurde (was einem Abstand von nur 0,03-0,4 Lichtjahren entspräche).

[4] Diese Unterklasse von Quasaren wird als Broad Absorption Line-Quasare oder kurz BAL-Quasare bezeichnet.

Weitere Informationen

Die hier vorgestellten Forschungsergebnisse erscheinen demnächst unter dem Titel „Major contributor to AGN feedback: VLT X-shooter observations of SIV BAL QSO outflows” in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.

Die beteiligten Wissenschaftler sind B. C. J. Borguet (Virginia Tech, USA), N. Arav (Virginia Tech, USA), D. Edmonds (Virginia Tech, USA), C. Chamberlain (Virginia Tech, USA), C. Benn (Isaac Newton Group of Telescopes, Spanien).

Im Jahr 2012 feiert die Europäische Südsternwarte ESO (European Southern Observatory) das 50-jährige Jubiläum ihrer Gründung. Die ESO ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch ihre 15 Mitgliedsländer: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz, die Tschechische Republik und das Vereinigte Königreich. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO betreibt drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist der europäische Partner für den Aufbau des Antennenfelds ALMA, das größte astronomische Projekt überhaupt. Derzeit entwickelt die ESO ein Großteleskop mit 39 Metern Durchmesser für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und Infrarotlichts, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird: das European Extremely Large Telescope (E-ELT).

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsstaaten (und einigen weiteren Ländern) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org
Nahum Arav
Virginia Tech
Blacksburg, VA, USA
Tel: +1 540 231 8736
E-Mail: arav@vt.edu
Benoît Borguet
Virginia Tech
Blacksburg, VA, USA
E-Mail: b.borguet@alumni.ulg.ac.be
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Handy: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Dr. Carolin Liefke | ESO Science Outreach Network
Weitere Informationen:
http://www.eso.org

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

nachricht Neue Perspektiven durch gespiegelte Systeme
05.12.2016 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften