Astronomen haben einen bedeutenden Durchbruch im Verständnis darüber erzielt, wie die massivsten schwarzen Löcher eigenständig ihre eigene 'Nahrung' erzeugen können. Daten vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA und dem Very Large Telescope (VLT) zeigen, dass Ausbrüche von schwarzen Löchern zur Abkühlung des umgebenden Gases beitragen, das sie dann nährt.
Die Studie untersuchte sieben Galaxienhaufen, die die größten schwarzen Löcher beherbergen, deren Massen von Millionen bis zu Milliarden Sonnenmassen reichen. Die Beobachtungen zeigten, dass Material, das von schwarzen Löchern ausgestoßen wird, Fäden aus warmem Gas bildet.
Die im Rahmen der Studie aufgenommenen Bilder zeigen zwei Haufen – Perseus und Centaurus. Die Röntgendaten von Chandra (in Blau) zeigen die Verteilung des heißen Gases, während die optischen Aufnahmen vom VLT (in Rot) kühlere Gasstrukturen darstellen.
Die Ergebnisse bestätigten ein Modell, das vorschlägt, dass Ausbrüche von schwarzen Löchern die Abkühlung von erhitztem Gas verursachen. Ein Teil dieses Gases wird in die Zentren der Galaxien geleitet, wodurch schwarze Löcher reaktiviert werden und neue Ausbrüche ausgelöst werden, die den Prozess aufrechterhalten.
Erstmals wurde eine klare Verbindung zwischen der Helligkeit von heißem und gekühltem Gas in den Zentren der Haufen hergestellt: In helleren Bereichen des heißen Gases leuchtet auch das kühlere Gas intensiver. Dies unterstützt das Modell der Wechselwirkung zwischen schwarzen Löchern und ihrer Umgebung.
Zusätzlich wurde eine Ähnlichkeit zwischen den Gasfäden in den Haufen und den Schwänzen von Quallen-Galaxien festgestellt, die Gas verlieren, während sie sich durch das intergalaktische Medium bewegen. Diese Entdeckung deutet auf ähnliche Prozesse in unterschiedlichen Maßstäben des Universums hin.
Diese Forschung erweitert erheblich das Verständnis darüber, wie schwarze Löcher die Sternentstehung und die Evolution von Galaxien beeinflussen.
Die Studie wurde von Valeria Olivares von der Universität Santiago de Chile geleitet, und die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Wissenschaftler aus den USA, Chile, Australien, Kanada und Italien waren an dem Projekt beteiligt und verwendeten das MUSE-Instrument am VLT, das dreidimensionale Bilder von kosmischen Objekten ermöglicht.
Das Chandra-Programm wird vom Marshall Space Flight Center der NASA geleitet, während die wissenschaftlichen Operationen von der Smithsonian Astrophysical Observatory überwacht werden.
Zuvor berichteten wir über ein schlafendes schwarzes Loch, das gefüttert wurde und sich in einem Zustand des Schlafs befindet.