In einer Abhandlung im Journal Nature berichtet ein internationales Team aus Astronomen, darunter Marc Sarzi von der University of Hertfordshire, über die aufregende Entdeckung einer neuen Möglichkeit, um die Masse von supermassiven Schwarzen Löchern in Galaxien zu bestimmen. Durch Messung der Geschwindigkeit, mit der Kohlenstoffmonoxid-Moleküle solche Schwarzen Löcher umkreisen, eröffnet diese Forschungsarbeit die Möglichkeit, diese Messungen in vielen weiteren Galaxien vorzunehmen.
Supermassive Schwarze Löcher und Galaxien
Ein Schwarzes Loch ist ein so dichtes Objekt, dass seine Gravitation alles – auch Licht – am Entkommen hindert. Supermassive Schwarze Löcher können bis zu mehrere Milliarden mal schwerer als unsere Sonne sein und man glaubt, dass die meisten Galaxien (wenn auch nicht alle) supermassive Schwarze Löcher in ihren Zentren beherbergen, die Milchstraße eingeschlossen. Das spricht dafür, dass die Entwicklung von Schwarzen Löchern und Galaxien eng miteinander verknüpft ist.
Eines der aktivsten Forschungsgebiete in der Astrophysik ist es, die Entstehung der ersten Galaxien zu verstehen, die Art und Weise, wie sich Galaxien mit der Zeit verändern, und die Prozesse, welche die Vielfalt an Strukturen hervorgebracht haben, die in nahen Galaxien beobachtet werden.
Ein faszinierender Zusammenhang
Marc Sarzi vom Centre for Astrophysics Research an der University of Hertfordshire sagte: „Es gibt einen faszinierenden Zusammenhang zwischen der Masse von supermassiven Schwarzen Löchern und der Masse ihrer Galaxien, aber er basiert nur auf einer recht kleinen Anzahl von Schätzungen. Bis jetzt wurden nur drei Methoden verwendet, um die Masse von supermassiven Schwarzen Löchern zu bestimmen und diese Methoden funktionieren nur bei relativ nahe gelegenen Galaxien. Mit dieser neuen Technik waren wir in der Lage zu zeigen, dass wir die Massen von deutlich weiter entfernten Schwarzen Löchern bestimmen können. Das wird uns helfen, die Rolle zu verstehen, die supermassive Schwarze Löcher bei der Entstehung von Galaxien spielten.“
Superscharfe Teleskopaufnahmen
Tim Davis von der Europäischen Südsternwarte, der leitende Autor der Studie, kommentierte: „Wir beobachteten Kohlenstoffmonoxid-Moleküle in der von uns untersuchten Galaxie, indem wir das Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) Teleskop benutzten. Mit diesen superscharfen Aufnahmen waren wir außerdem imstande, direkt in das Zentrum der Galaxie hineinzuzoomen und das Gas zu beobachten, welches um das Schwarze Loch kreist. Dieses Gas bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die von der Masse des Schwarzen Lochs und der Entfernung zu ihm bestimmt wird. Indem wir die Geschwindigkeit des Gases an jeder Position messen, können wir die Masse des Schwarzen Lochs bestimmen.“
Die CARMA-Beobachtungen waren ziemlich anspruchsvoll, aber das neue ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) Teleskop, das derzeit in Chile gebaut wird, wird ermöglichen, dass diese neue Technik in routinierter Weise auf hunderte Galaxien im nahen Universum angewandt wird.
(THK)
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