Astronomen haben mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) das erste aufgelöste Bild von turbulenten Gaswolken in einer elf Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxien gemacht. Das Team stellte fest, dass die Turbulenzen durch junge, gewaltige Jets von einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie verursacht werden. Dieses Ergebnis wird Licht auf das Rätsel des Entwicklungsprozess von Galaxien im jungen Universum werfen.
Es ist bekannt, dass Schwarze Löcher starke Gravitationskräfte auf die umgebende Materie ausüben. Weniger bekannt ist jedoch, dass manche Schwarze Löcher schnelle Ströme aus ionisierter Materie besitzen, sogenannte Jets. In einigen nahen Galaxien zerstören entwickelte Jets galaktische Gaswolken, was die Sternbildung in der jeweiligen Galaxie zum Erliegen bringt. Um die Entwicklung von Galaxien zu verstehen, ist es daher entscheidend, die Interaktion zwischen den Jets von Schwarzen Löchern und Gaswolken in der kosmischen Vergangenheit zu beobachten. Es war allerdings schwierig, deutliche Belege für solche Wechselwirkungen zu beobachten, insbesondere im jungen Universum.
Um solch klare Belege zu finden, nutzte das Team ALMA, um ein interessantes Objekt mit der Katalogbezeichnung MG J0414+0534 zu beobachten. Ein einzigartiges Merkmal von MG J0414+0534 ist, dass die Bahnen, die das Licht von dem Objekt zur Erde nimmt, durch den Gravitationseinfluss einer anderen Galaxie zwischen MG J0414+0534 und uns enorm verzerrt werden, was eine enorme Bündelung zur Folge hat.
„Diese Verzerrung agiert wie ein ’natürliches Teleskop‘, um eine detaillierte Ansicht von fernen Objekten zu erlauben“, sagte Takeo Minezaki, ein außerordentlicher Professor an der University of Tokyo.
Ein weiteres Merkmal von MG J0414+0534 ist ein supermassives Schwarzes Loch mit bipolaren Jets im Zentrum der Galaxie. Die Wissenschaftler konnten das ‚wahre‘ Bild von Gaswolken und den Jets in MG J0414+0534 rekonstruieren, indem sie die von der dazwischenliegenden Galaxie ausgeübten Gravitationseffekte sorgfältig berücksichtigten.
„Durch die Kombination dieses kosmischen Teleskops mit ALMAs hochauflösenden Beobachtungen erhielten wir einen außergewöhnlich scharfen Blick, der 9.000 Mal besser ist als der menschliche Sehsinn“, sagte Kouichiro Nakanishi, ein außerordentlicher Professor am National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI. „Mit dieser extrem hohen Auflösung waren wir in der Lage, die Verteilung und Bewegung von Gaswolken um die von einem supermassiven Schwarzen Loch ausgestoßenen Jets zu beobachten.“
Dank der ausgezeichneten Auflösung stellte das Team fest, dass sich die Gaswolken entlang der Jets mit Geschwindigkeiten bis zu 600 Kilometern pro Sekunde bewegen, was ein deutlicher Hinweis auf beeinflusstes Gas ist. Darüber hinaus zeigte sich, dass die Größen der beeinflussten Gaswolken und der Jets viel kleiner sind als bei einer typischen Galaxie dieses Alters.
„Wir sind vielleicht Zeuge der frühesten Phase der Jetentwicklung in der Galaxie“, sagte Satoki Matsushita, ein Stipendiat am Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics. „Es könnte gerade mal mehrere Zehntausend Jahre nach dem Beginn der Jets sein.“
„MG J0414+0534 ist ein exzellentes Beispiel wegen des jungen Alters der Jets“, fasst Kaiki Inoue von der Kindai University zusammen, der Hauptautor der Abhandlung, die in den Astrophysical Journal Letters erscheint. „Wir fanden verräterische Hinweise auf deutliche Wechselwirkungen zwischen Jets und Gaswolken sogar in der frühesten Entwicklungsphase der von Jetstrukturen. Ich denke, dass unsere Entdeckung den Weg zu einem besseren Verständnis des Entwicklungsprozesses von Galaxien im jungen Universum ebnen wird.“
(THK)
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