Ein internationales Astronomenteam hat die modernen Fähigkeiten VERAs genutzt, um wertvolle Hinweise darüber aufzudecken, wie schnell wachsende, “junge”, supermassive Schwarze Löcher entstehen, wachsen und sich möglicherweise in gewaltige Quasare entwickeln. VERA ist ein japanisches Radioteleskopnetzwerk, das vom National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) betrieben wird.
Aktuellen Erkenntnissen zufolge besitzt fast jede aktive Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch mit Millionen bis Milliarden Sonnenmassen in ihrem Zentrum. Die Wachstumsgeschichte, durch die diese Schwarzen Löcher so große Massen erlangten, bleibt jedoch eine offene Frage.
Unter Leitung der Doktorandin Mieko Takamura von der University of Tokyo konzentrierte sich ein internationales Team auf eine bestimmte Kategorie aktiver Galaxie, die als schmalbandige Seyfert-1-Galaxien bezeichnet werden. Man vermutet, dass diese Galaxien relativ kleine aber schnell wachsende massereiche Schwarze Löcher enthalten und daher eine potenzielle Möglichkeit darstellen, um ein frühes Entwicklungsstadium dieser kosmischen Monster zu untersuchen. Um ein tieferes Verständnis der Umgebungen dieser besonderen Schwarzen Löcher zu gewinnen, beobachtete das Team die Kerne von sechs nahen, aktiven, schmalbandigen Seyfert-1-Galaxien mit VERA. VERA ist ein Teleskopnetzwerk, das 100.000 Mal leistungsfähiger als das menschliche Auge ist. Insbesondere nutzte das Team die kürzlich verbesserte Aufnahmefähigkeit im Ultraweitband, was den Forschern erlaubte, schwache, “polarisierte” Radiowellen aus den Kernen dieser Galaxien mit beispielloser Genauigkeit zu registrieren.
Ein Teil der nahe supermassiver Schwarzer Löcher emittierten Radiowellen ist polarisiert. Wenn sich diese polarisierten Emissionen durch das magnetisierte Gas in der Umgebung von Schwarzen Löchern ausbreiten, rotiert die Ebene der Polarisation langsam und verursacht einen Effekt, der als Faraday-Rotation bezeichnet wird. Das Ausmaß dieser Rotation bei einer gegebenen Wellenlänge ist proportional zu der Gasdichte und zur Stärke des Magnetfeldes innerhalb des Ausbreitungsmediums. Deswegen liefern die Polarisation und die Faraday-Rotation wertvolle Einblicke in die direkte Umgebung eines zentralen Schwarzen Lochs.
Zusammen mit dem bislang schärfsten Blick auf die Kerne dieser Galaxien offenbarten die neuen Daten eine wesentlich größere Faraday-Rotation, verglichen mit Messungen an älteren, massereicheren und weiter entwickelteren Schwarzen Löchern. Das spricht für die Präsenz von Gas in den Kernregionen dieser Galaxien, welches das rasche Wachstum der zentralen Schwarzen Löcher unterstützt.
“Supermassive Schwarze Löcher unterliegen einem Wachstumsprozess ähnlich dem von Menschen”, sagte Takamura. “Die von uns beobachteten Schwarzen Löcher besitzen Eigenschaften, die mit jenen eines Essensliebhabers vergleichbar sind, beispielsweise mit Jungen und Mädchen, die ein starkes Verlangen nach Reis haben.”
Diese Ergebnisse von Takamura et al. erschienen unter dem Titel “Probing the heart of active narrow-line Seyfert 1 galaxies with VERA wideband polarimetry” im Astrophysical Journal.
(THK)
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