Ein Forschungsteam der Purdue University und anderer Institutionen hat ein System aus zwei supermassiven Schwarzen Löchern entdeckt – eines von nur zwei bekannten Systemen dieser Art. Die beiden Schwarzen Löcher, die sich gegenseitig umkreisen, besitzen wahrscheinlich jeweils etwa 100 Millionen Sonnenmassen. Eines der Schwarzen Löcher treibt einen gewaltigen Jet an, der sich mit fast Lichtgeschwindigkeit nach außen bewegt. Das System ist so weit entfernt, dass sein heute sichtbares Licht vor 8,8 Milliarden Jahren emittiert wurde.
Die beiden Schwarzen Löcher sind nur 200-2.000 Astronomische Einheiten voneinander entfernt – das ist mindestens zehnmal näher als der Abstand des einzigen anderen bekannten Systems aus zwei supermassiven Schwarzen Löchern. Eine Astronomische Einheit ist die mittlere Entfernung zwischen Sonne und Erde.
Der geringe Abstand ist entscheidend, weil man davon ausgeht, dass solche Systeme letztendlich miteinander verschmelzen werden. Dieses Ereignis wird eine große Menge Energie in der Form von Gravitationswellen freisetzen, die wiederum Störungen in der Raumzeit auslösen, wenn die Wellen durchlaufen.
Das Auffinden von Systemen wie diesem ist auch wichtig, um die Prozesse zu verstehen, durch die die Galaxien entstanden und wie sie zu den massereichen Schwarzen Löchern in ihren Zentren kamen.
Matthew Lister, Professor für Physik und Astronomie am College of Science der Purdue University, konzentriert seine Forschung auf folgende Gebiete: aktive galaktische Kerne, astrophysikalische Jets und Schockwellen, Quasare und BL-Lacertae-Objekte, schmalbandige Seyfert-I-Galaxien und Langbasisinterferometrie. Die Studie erscheint in den Astrophysical Journal Letters.
Kurze Zusammenfassung der Methoden
Forscher entdeckten das System zufällig, als sie ein sich wiederholendes, sinusförmiges Muster in der Helligkeit der Radioemissionen bemerkten, die auf Daten beruhten, welche nach 2008 gesammelt wurden. Eine anschließende Suche nach älteren Daten ergab, dass das System auch in den späten 1970er Jahren bis in die frühen 1980er Jahre ähnliche Veränderungen zeigte. Diese Art von Veränderungen entspricht genau dem, was Forscher erwarten würden, wenn die Emissionen des einen Schwarzen Lochs aufgrund seiner Orbitalbewegung um das andere Schwarze Loch durch den Doppler-Effekt beeinflusst würden.
Matthew Lister und sein Team bildeten das System von 2002 bis 2012 ab, aber dem Radioteleskop des Teams fehlte es an Auflösung, um die einzelnen Schwarzen Löcher in einer so großen Entfernung aufzulösen. Die Bilddaten unterstützen das Szenario eines Systems aus zwei Schwarzen Löchern und liefern auch den Winkel des Jets, der eine entscheidende Komponente für das Modell der dopplerbedingten Veränderungen darstellt.
(THK)
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