Der Mechanismus hinter dem Leuchten von Schwarzen Löchern bleibt für Wissenschaftler ein ungelöstes Rätsel
Ein Team von Astronomen untersuchte 16 supermassereiche Schwarze Löcher, die starke Strahlen in den Weltraum aussenden, um herauszufinden, wohin die Strahlen oder Jets jetzt gerichtet sind und wohin sie in der Vergangenheit geschickt wurden. Mithilfe des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA und des Very Large Base Array (VLBA) des National Radio Astronomy Observatory (NSF) der National Science Foundation (NSF) stellten sie fest, dass einige Strahlen ihre Richtung stark änderten.
Das James-Webb-Teleskop enthüllt supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum
Zwei Teams blickten tief in Raum und Zeit und untersuchten mithilfe des NASA/ESA/CSA-Weltraumteleskops James Webb die außergewöhnlich helle Galaxie GN-z11, die existierte, als unser 13,8 Milliarden Jahre altes Universum erst etwa 430 Millionen Jahre alt war. Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Lukas Furtak und Adi Zitrin von der Ben-Gurion-Universität des Negev untersuchte außerdem JWST-Daten und konnte auch die Masse des supermassereichen Schwarzen Lochs bestimmen. Mit etwa der 40-Millionen-fachen Masse der Sonne ist er im Vergleich zu der Galaxie, in der er sich befindet, unerwartet massereich.
In unserer Milchstraße wurden mehrere Schwarze Löcher entdeckt. Im Herzen einer Galaxie schlummert eine Galaxie, die 4,2 Millionen Mal größer als die Sonne ist
Die Schwarzen Löcher im Zentrum der Milchstraße (der Heimatgalaxie der Erde) und Andromeda (einer unserer nächsten galaktischen Nachbarn) gehören zu den leisesten Verschlingern im Universum. Das wenige Licht, das sie aussenden, variiert implizit in der Helligkeit, was darauf hindeutet, dass sie eher einen kleinen, aber konstanten Strom an Materie als große Klumpen verbrauchen. Die Strömungen nähern sich dem Schwarzen Loch allmählich und spiralförmig, so wie Wasser in einen Abfluss wirbelt.
Supermassereiche Schwarze Löcher schützen Galaxien vor übermäßigem Wachstum
Die Lebensdauer von Galaxien könnte länger sein, wenn supermassereiche Schwarze Löcher als ihre „Herzen und Lungen“ fungieren, sie am „Atmen“ halten und verhindern, dass Galaxien zu groß werden. Das ist die Vermutung einer neuen Studie, die darauf hinweist, dass das Universum viel schneller altern würde und heute voller „Zombie“-Galaxien mit toten oder sterbenden Sternen wäre, wenn es nicht die supermassereichen Schwarzen Löcher gäbe, von denen angenommen wird, dass sie sich im Herzen aller großen Galaxien befinden. Die Astrophysiker, die hinter diesen Entdeckungen stehen, vergleichen die Gas- und Strahlungswolken, die supermassereiche Schwarze Löcher von ihren Polen in die Atemwege blasen, mit der Atmung und der Lunge.
Schwarze-Loch-Systeme: Gravitationswellen der Raumzeit haben gelernt, sich auf der Erde einzufangen
Astronomen haben in den meisten massereichen Galaxien im lokalen Universum, einschließlich unserer Milchstraße, supermassereiche Schwarze Löcher mit Massen entdeckt, die das Millionen- oder Milliardenfache der Sonnenmasse betragen. Webbs neue Beobachtungen lieferten Beweise für die anhaltende Verschmelzung zweier Galaxien und ihrer massiven Schwarzen Löcher, als das Universum gerade einmal 740 Millionen Jahre alt war. Das System ist als ZS7 bekannt. Es wird erwartet, dass sich die meisten binären Schwarzen Löcher auf sogenannten „quasi-kreisförmigen“ Umlaufbahnen befinden. Es wird angenommen, dass eines Tages riesige Schwarze Löcher entstanden sind, als zwei kleinere Schwarze Löcher kollidierten und verschmolzen. Und jetzt fragen sich Wissenschaftler, ob wir den Stammbaum des Schwarzen Lochs herausfinden können, indem wir über Generationen hinweg rückwärts arbeiten.
Anomale „leichte“ Schwarze Löcher sind die ursprünglichsten im Universum
Schwarze Löcher entstehen entweder beim Kollaps eines massereichen Sterns oder beim Verschmelzen schwerer Objekte. Wissenschaftler vermuten jedoch, dass sich in den ersten chaotischen Momenten des frühen Universums kleinere „ursprüngliche“ Schwarze Löcher gebildet haben könnten, darunter einige mit erdähnlichen Massen. Wenn wir an Schwarze Löcher denken, neigen wir dazu, uns riesige kosmische Monster vorzustellen, etwa Schwarze Löcher mit stellarer Masse und Massen, die das Zehn- bis Hundertfache der Sonnenmasse betragen. Wir können uns sogar supermassereiche Schwarze Löcher mit Millionen (oder sogar Milliarden) Sonnenmassen vorstellen, die im Herzen von Galaxien sitzen und deren Umgebung dominieren. Ein Team von Wissenschaftlern hat vorhergesagt, dass das römische Weltraumteleskop Nancy Grace der NASA eine Klasse „leichter“ Schwarzer Löcher entdecken könnte, die bisher der Entdeckung entgangen sind.
Aktuelle Nachrichten zur Theorie der Struktur und Entstehung von Schwarzen Löchern
Man geht davon aus, dass supermassereiche Schwarze Löcher aus aufeinanderfolgenden Verschmelzungen kleinerer Schwarzer Löcher entstehen, die jeweils einen Drehimpuls mit sich bringen, der die Rotation des Schwarzen Lochs, das sie hervorbringen, beschleunigt. Daher kann die Messung der Drehung supermassereicher Schwarzer Löcher Einblick in ihre Geschichte geben – und eine neue Studie schlägt einen neuen Weg vor, solche Schlussfolgerungen zu ziehen, die auf dem Einfluss rotierender Schwarzer Löcher auf das Gefüge von Raum und Zeit basieren.
Das Schwarze Loch in Omega Centauri liegt näher an der Erde als das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße
Die meisten bekannten Schwarzen Löcher sind entweder extrem massereich, wie die supermassereichen Schwarzen Löcher in den Kernen großer Galaxien, oder relativ leicht, mit einer Masse von weniger als 100 Sonnenmassen. Schwarze Löcher mittlerer Masse (Intermediate Mass Black Holes, IMBHs) sind jedoch selten und gelten als seltene „fehlende Glieder“ in der Entwicklung von Schwarzen Löchern.