Eine Studie unter Verwendung des NASA-Satelliten Swift und des Chandra X-ray Observatory hat ein zweites supermassives Schwarzes Loch im Herzen einer ungewöhnlichen nahen Galaxie gefunden, von der man bisher glaubte, dass sie nur eins enthält.
Die Galaxie Markarian 739 oder NGC 3758 liegt 425 Millionen Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbildes Leo (Löwe). Die beiden Kerne sind nur rund 11.000 Lichtjahre voneinander entfernt, jeder von ihnen enthält ein Schwarzes Loch, das gierig einfallendes Gas verschlingt.
Die Studie wird in einer kommenden Ausgabe der The Astrophysical Journal Letters erscheinen.
„In den Herzen der meisten großen Galaxien, die Milchstraße eingeschlossen, liegt ein supermassives Schwarzes Loch, das Millionen Sonnenmassen wiegt“, sagte Michael Koss, der leitende Autor der Studie vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland) und der University of Maryland in College Park (UMCP). „Einige von ihnen emittieren das Milliardenfache an Energie wie die Sonne.“
Astronomen bezeichnen galaktische Zentren, die so intensive Emissionen zeigen, als Aktive Galaktische Kerne (active galactic Nuclei, AGN). So häufig supermassive Schwarze Löcher auch sein mögen, nur etwa ein Prozent von ihnen sind Aktive Galaktische Kerne. Binäre AGN sind noch seltener: Markarian 739 ist erst der zweite identifizierte innerhalb einer halben Milliarde Lichtjahren.
Viele Wissenschaftler denken, dass zerstörerische Ereignisse wie die Kollision von Galaxien die AGN einschalten, indem sie dem Schwarzen Loch große Mengen Gas zuführen. Wenn das Gas in das Schwarze Loch hineinspiralt, wird es extrem heiß und gibt riesige Energiemengen ab.
Seit 2004 erfasst das Burst Alert Telescope (BAT) an Bord des Swift-Satelliten hochenergetische Röntgenquellen am ganzen Himmel. Die Durchmusterung erkennt noch AGN in bis zu 650 Millionen Lichtjahren Entfernung und hat Dutzende bisher unerkannter Systeme entdeckt. Nachfolgende Studien von Koss und Kollegen aus dem Jahr 2010 enthüllten, dass ein Viertel der von Swift entdeckten AGN interagierend oder eng gepaart waren. Rund 60 Prozent von ihnen werden in der nächsten Milliarde Jahren miteinander verschmelzen.
„Wenn zwei Galaxien kollidieren und jede ein supermassives Schwarzes Loch besitzt, sollte es vorkommen, dass beide Schwarzen Löcher als AGN aktiviert werden“, sagte Co-Autor Richard Mushotzky, Professor für Astronomie an der UMCP. „Wir haben nicht viele doppelte AGN gesehen, also nahmen wir Chandra zu Hilfe.“
Das BAT Instrument von Swift überwacht in jedem Moment ein Zehntel des Himmels, seine Röntgendurchmusterung wird von Jahr zu Jahr genauer. Wo das BAT eine Weitwinkelansicht liefert, agiert das Röntgenteleskop des Chandra X-ray Observatory wie eine Vergrößerungslinse und offenbarte hundertmal kleinere Details.
Seit Jahrzehnten wissen Astronomen, dass der östliche Kern von Markarian 739 ein Schwarzes Loch enthält, das aktiv Materie ansammelt und ungeheure Energiemengen produziert. Die Chandra Studie zeigt, dass sein westlicher Nachbar auch aktiv ist. Das macht die Galaxie zu einem der nächstgelegenen und deutlichsten Fälle eines binären AGN.
Die Distanz zwischen den zwei Schwarzen Löchern beträgt etwa ein Drittel der Entfernung, die unser Sonnensystem vom Zentrum unserer eigenen Galaxie trennt. Die dualen AGN von Markarian 739 sind die zweitengsten, sowohl was die Distanz zwischen ihnen betrifft, als auch was ihre Entfernung von der Erde angeht. Beide Rekorde hält allerdings eine andere Galaxie mit der Bezeichnung NGC 6249.
Warum blieb der zweite AGN so lange unentdeckt? „Der Westen von Markarian 739 zeigt in sichtbaren, ultravioletten und Radiobeobachtungen keine Anzeichen für einen AGN“, sagte Co-Autor Sylvain Veilleux, ein Professor für Astronomie an der UMCP. „Das unterstreicht die entscheidende Bedeutung von hochaufgelösten Beobachtungen im Röntgenbereich für die Lokalisation von binären AGN.“
Zu dem Forschungsteam gehören auch Ezequiel Treister und David Sanders vom Institute for Astronomy der University of Hawaii in Honolulu, Kevin Schawinski von der Yale University in New Haven (Connecticut) sowie Ranjan Vasudevan, Neal Miller und Margaret Trippe von der University of Maryland in College Park.
Swift, gestartet im November 2004, wird vom Goddard Space Flight Center betrieben. Er wurde in Zusammenarbeit mit der Penn State University, dem Los Alamos National Laboratory in New Mexico und General Dynamics in Falls Church (Virginia), der University of Leicester und dem Mullard Space Science Laboratory in Großbritannien, dem Brera Observatory und der Italian Space Agency in Italien und weiteren Partnern in Deutschland und Japan entwickelt und gebaut.
Das Marshall Space Flight Center beteibt das Chandra Programm für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Das Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert Chandras Wissenschafts- und Flugoperationen von Cambridge (Massachusetts) aus.
Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/monster-black-holes.html
(THK)
Antworten