Die Untersuchung von mehreren Dutzend Galaxien in einem Radius von mehreren Milliarden Lichtjahren von uns selbst hat mehrere Schwarze Löcher ergeben, die unsere Erwartungen, wie groß sie werden können, um ein Vielfaches übertreffen. Die neuesten Forschungsergebnisse helfen uns nicht nur, die Entwicklung dieser mysteriösen astrophysikalischen Objekte besser zu verstehen, sondern eröffnen uns auch neue interessante Fragen. Wie werden zum Beispiel Schwarze Löcher so unglaublich massiv?
Schwarze Löcher, die das Ergebnis eines Sternenkollapses sind, müssen nicht eingeführt werden. Wir haben gehört, dass sie Störungen in der Raumzeit verursachen, ihr "Aufstoßen" beobachtet haben und vielleicht sogar zum ersten Mal in der Geschichte in diesem Jahr einen von ihnen mit eigenen Augen sehen können. Wissenschaftler sind sehr an Schwarzen Löchern interessiert, und dafür gibt es einen sehr verständlichen Grund.
„Was sind Galaxien? Dies sind "Steine", die zu einem Gesamtbild des Universums kombiniert werden. Und um zu verstehen, wie sie sich bilden und entwickeln, müssen wir zuerst verstehen, wie Schwarze Löcher funktionieren “, sagt die Physikerin Julia Hlavacek-Larrondo von der Universität von Montreal, Kanada.
Nicht dass Schwarze Löcher selbst diese Arbeit vereinfachen - es ist sehr schwer zu verstehen, was (wie es uns scheint) unmöglich ist, direkt zu sehen. Daher suchen Astrophysiker nach anderen Hinweisen, die es ihnen ermöglichen würden, tiefer zu graben. Eine der Richtungen ist die Suche nach einer Verbindung zwischen den Massen der Schwarzen Löcher und den Galaxien, in denen sie sich befinden. Wenn wir die Größe von Galaxien auf einfache Weise mit den Schwarzen Löchern in ihren Zentren vergleichen könnten, würden wir laut Wissenschaftlern viel Zeit und Mühe sparen, um sowohl die ersteren als auch die letzteren zu untersuchen.
Daher führte Hlavacek-Larrondo in Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern aus Kanada, Spanien und Großbritannien eine Studie mit 72 Galaxien in einem Umkreis von 3,5 Milliarden Lichtjahren von uns durch, in der Hoffnung, eine allgemeine Formel zu finden, die die Bestimmung der Masse vereinfachen könnte. Schwarze Löcher in galaktischen Zentren. Wissenschaftler teilten ihre Beobachtungen in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society mit.
Um die Größe der Schwarzen Löcher selbst abzuschätzen, analysierte das Team das Röntgenspektrum, das aus den Wirbelströmen von heißem Gas aus den Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern entweicht, und verglich die Zahlen mit der Gesamthelligkeit der umgebenden Galaxie.
Nach einer ziemlich populären Hypothese kann das Schwarze Loch selbst, das sich in seinem Zentrum befindet, umso größer sein, je größer die Galaxie selbst ist - aber in der Praxis stellte sich heraus, dass alles nicht so einfach war wie erwartet.
"Wir haben festgestellt, dass Schwarze Löcher viel größer sein können als die geschätzte gesetzliche Größe", kommentierte die leitende Studienautorin Mar Mezqua vom Space Science Institute in Spanien.
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Anstelle der erwarteten Korrelation von Masse und Größe mit ihren Galaxien haben einige Schwarze Löcher ein viel schnelleres Wachstum und einen viel schnelleren Massengewinn gezeigt als der Rest des Raums um sie herum. Es stellte sich heraus, dass etwa 40 Prozent der untersuchten Schwarzen Löcher eine Masse haben, die 10 Milliarden oder mehr der Masse der Sonne entspricht. Hier sollte jedoch klargestellt werden, dass keine Massenaufzeichnungen aufgezeichnet wurden und der Primat immer noch zum Schwarzen Loch der Galaxie NGC 4889 gehört, dessen Masse 21 Milliarden Sonnenmassen entspricht. Darüber hinaus besteht der Verdacht, dass die 12,1 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie S5 0014 + 81 ein echtes Monster mit einer Masse von etwa 40 Milliarden Sonnen enthält. Trotzdem fragten sich Wissenschaftler bei einer so großen Anzahl von supermassiven Schwarzen Löchern, wie sie zu solchen werden.
In dieser Hinsicht haben die Forscher zwei Annahmen: Entweder erschienen diese Schwarzen Löcher ursprünglich sehr groß und zogen dann buchstäblich den größten Teil der Galaxienmaterie um sich herum an, oder es gibt ernsthafte Lücken in unserem Wissen darüber, wie Galaxien Schwarze Löcher produzieren.
„Sind sie so groß, weil sie sofort so erschienen, oder haben ihnen ideale Bedingungen geholfen, die es ihnen ermöglichten, mehrere Milliarden Jahre lang sehr schnell zu wachsen? Diese Frage können wir derzeit nicht beantworten “, sagt Mezqua.
Die Antwort auf diese Frage kann jedoch in einer anderen Studie enthalten sein, die in der größten Online-Bibliothek wissenschaftlicher Arbeiten von arXiv.org veröffentlicht wurde und deren Überprüfung noch aussteht. In seinem Verlauf untersuchten Wissenschaftler mehr als 30.000 Galaxien in einem Radius von 12,2 Milliarden Lichtjahren und stellten fest, dass sich das Verhältnis der Wachstumsrate der Schwarzen Löcher und der Wachstumsrate der Sterne mit dem Wachstum der Galaxien selbst beschleunigte, in denen sich die untersuchten Objekte befanden. Mit anderen Worten, in Galaxien mit einer großen Anzahl von Sternen waren Schwarze Löcher immer "unersättlich".
Eine allgemeinere Erkenntnis aus diesen Studien ist, dass es tatsächlich einen Zusammenhang zwischen Sternentstehung und Schwarzen Löchern gibt, und dies ist sehr verwirrend. Natürlich werden mehr als ein Dutzend weitere Studien erforderlich sein, um dies besser zu verstehen. Eines wird jedoch bereits klar: Ohne diese Riesen würde unser Universum völlig anders aussehen.
Nikolay Khizhnyak
