In der rund 50 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 4151 gelang dem Röntgenteleskop XRISM ein bedeutender Durchbruch: Zum ersten Mal konnten die gewaltigen Winde eines supermassereichen Schwarzen Lochs basierend auf ihren Geschwindigkeiten in einzelne Komponenten zerlegt werden. Diese Winde transportieren Gas aus den zentralen Regionen ab und unterdrücken so die Sternentstehung – was ein langjähriges Rätsel löst, warum in den massereichsten Galaxien weit weniger Sterne existieren, als theoretische Modelle berechnen.
Ein Team unter der Leitung von Xin Xiang von der University of Michigan analysierte hierzu fünf Beobachtungsreihen aus den Jahren 2023 und 2024. Die Spektren der XRISM-Instrumente offenbarten, dass die Winde aus drei klar voneinander abgrenzbaren Schichten bestehen: langsamen, warmen Absorbern (100–1.000 km/s), sehr schnellen Strömen (1.000–10.000 km/s) und ultraschnellen Auswürfen, die bis zu 100.000 km/s erreichen – was einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Insgesamt ließen sich im Spektrum bis zu sechs Schichten absorbierenden Gases identifizieren, was auf eine hochgradig strukturierte Beschaffenheit dieser Gasströme hindeutet.
Solche „Outflows“ befördern enorme Mengen an Gas nach außen, das für die Entstehung neuer Sterne unerlässlich wäre. In gigantischen Galaxien führt dies zu einem signifikanten Defizit an Sternen im Vergleich zu wissenschaftlichen Vorhersagen. Die von diesen Materieströmen transportierte Energie übersteigt dabei die Grenzwerte, die nötig sind, um das sternbildende Gas physisch aus den Zentren der Galaxien zu fegen.
Die Beobachtungen von XRISM ermöglichten es erstmals, harte Röntgenausbrüche direkt mit der Beschleunigung der Winde zu verknüpfen, was den Mechanismus des magnetozentrifugalen Antriebs bestätigt. Mit einer Auflösung von etwa 5 Elektronenvolt übertrifft XRISM die Kapazitäten seiner Vorgänger Chandra und XMM-Newton um das Zehnfache, was eine detaillierte Analyse der Eisen-K-Kante erlaubt, in der die Signaturen schneller Winde verborgen liegen. Die Daten wurden im Juli 2025 in den „Astrophysical Journal Letters“ veröffentlicht und durch eine Präsentation auf der 248. Tagung der American Astronomical Society in Pasadena im Juni 2026 ergänzt.
Die Ergebnisse demonstrieren eindrucksvoll, wie die Akkretionsenergie eines Schwarzen Lochs die gesamte galaktische Evolution steuert, indem sie das Wachstum der Sternpopulation in den zentralen Regionen begrenzt und so den Sternenmangel in den größten Galaxien des Universums erklärt.
