News: Weder Huhn noch Ei
Im Zentrum vieler Galaxien sitzen massereiche und gefräßige Schwarze Löcher. Jetzt entdeckten Forscher erstmals einen Zusammenhang zwischen der Gefräßigkeit eines Schwarzen Lochs und der Aktivität seiner Galaxie.
© (Ausschnitt)
Zu den bedeutsamsten astronomischen Erkenntnissen der jüngsten Vergangenheit gehört, dass im Inneren großer und massereicher Galaxien gigantische Schwarze Löcher sitzen, in denen viele Millionen Sonnenmassen komprimiert sind.
Solche Entdeckungen sind nur durch die intensive und systematische Erkundung ganzer Himmelsausschnitte möglich - so wie im Rahmen des internationalen Sloan Digital Sky Survey (SDSS), mit dem Forscher alles in allem 100 Millionen Himmelsobjekte kartieren und deren Lichtspektren vermessen wollen.
Und längst trägt das Projekt erste Früchte. So ist eine Arbeitsgruppe um Guinevere Kauffmann vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching jetzt erstmals auf einen Zusammenhang zwischen der Entwicklung von Galaxien und dem Wachstum eben jener zentralen Schwarzen Löcher gestoßen.
Denn die Entdeckung Schwarzer Löcher in massereichen Galaxien warf auch die Frage nach dem Huhn und dem Ei auf: Ist es das Schwarze Loch, welches das Wachstum der Galaxie kontrolliert, oder ist es umgekehrt? Gibt es zwischen beiden eine Art symbiotisches Wechselspiel?
Antworten auf diese Fragen fanden die Forscher in dem Datenwust von mehr als 120 000 Galaxien, deren Lichtspektren einerseits Auskunft darüber geben, ob in der Galaxie nach wie vor neue Sterne entstehen, und andererseits, ob das Schwarze Loch immer noch an Masse zulegt - dies ist in der charakteristischen Strahlung belegt, die von der einstürzenden Materie ausgesendet wird. Aus ihr lässt sich sogar abschätzen, wie viel Materie in das Schwarze Loch stürzt.
In mehr als 20 000 Galaxien entdeckten die SDSS-Forscher schließlich aktive Schwarze Löcher. Und fast alle dieser Galaxien sind sich in Größe und Struktur überaus ähnlich: Sie sind massereicher als unsere Milchstraße und nach wie vor Geburtsstätte neuer Sterne.
Die inaktiven Schwarzen Löcher fanden sich hingegen nur in alten Galaxien, in denen schon lange keine neuen Sterne mehr geboren werden.
Die Forscher haben ihre Beobachtungen auf die nächstliegenden Galaxien beschränkt, deren Licht weniger als eine Milliarde Jahre bis zur Erde benötigte. In dieser jüngeren kosmischen Vergangenheit besteht somit offenbar ein enger Zusammenhang zwischen dem Wachstum einer Galaxie und der Aktivität ihres zentralen Schwarzen Loch: Galaxie und Schwarzes Loch wachsen offensichtlich gleichsinnig und nicht das eine auf Kosten des anderen.
Vermutlich, so die Forscher, nährt sich das Schwarze Loch, genau wie die Galaxie als Ganzes, von der gleichen kalten und dichten Gaswolke. Wie beim Huhn und dem Ei lässt sich schlichtweg nicht sagen, was zuerst da war. Vielmehr kann das eine ohne das andere nicht sein.
Solche Entdeckungen sind nur durch die intensive und systematische Erkundung ganzer Himmelsausschnitte möglich - so wie im Rahmen des internationalen Sloan Digital Sky Survey (SDSS), mit dem Forscher alles in allem 100 Millionen Himmelsobjekte kartieren und deren Lichtspektren vermessen wollen.
Und längst trägt das Projekt erste Früchte. So ist eine Arbeitsgruppe um Guinevere Kauffmann vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching jetzt erstmals auf einen Zusammenhang zwischen der Entwicklung von Galaxien und dem Wachstum eben jener zentralen Schwarzen Löcher gestoßen.
Denn die Entdeckung Schwarzer Löcher in massereichen Galaxien warf auch die Frage nach dem Huhn und dem Ei auf: Ist es das Schwarze Loch, welches das Wachstum der Galaxie kontrolliert, oder ist es umgekehrt? Gibt es zwischen beiden eine Art symbiotisches Wechselspiel?
Antworten auf diese Fragen fanden die Forscher in dem Datenwust von mehr als 120 000 Galaxien, deren Lichtspektren einerseits Auskunft darüber geben, ob in der Galaxie nach wie vor neue Sterne entstehen, und andererseits, ob das Schwarze Loch immer noch an Masse zulegt - dies ist in der charakteristischen Strahlung belegt, die von der einstürzenden Materie ausgesendet wird. Aus ihr lässt sich sogar abschätzen, wie viel Materie in das Schwarze Loch stürzt.
In mehr als 20 000 Galaxien entdeckten die SDSS-Forscher schließlich aktive Schwarze Löcher. Und fast alle dieser Galaxien sind sich in Größe und Struktur überaus ähnlich: Sie sind massereicher als unsere Milchstraße und nach wie vor Geburtsstätte neuer Sterne.
Die inaktiven Schwarzen Löcher fanden sich hingegen nur in alten Galaxien, in denen schon lange keine neuen Sterne mehr geboren werden.
Die Forscher haben ihre Beobachtungen auf die nächstliegenden Galaxien beschränkt, deren Licht weniger als eine Milliarde Jahre bis zur Erde benötigte. In dieser jüngeren kosmischen Vergangenheit besteht somit offenbar ein enger Zusammenhang zwischen dem Wachstum einer Galaxie und der Aktivität ihres zentralen Schwarzen Loch: Galaxie und Schwarzes Loch wachsen offensichtlich gleichsinnig und nicht das eine auf Kosten des anderen.
Vermutlich, so die Forscher, nährt sich das Schwarze Loch, genau wie die Galaxie als Ganzes, von der gleichen kalten und dichten Gaswolke. Wie beim Huhn und dem Ei lässt sich schlichtweg nicht sagen, was zuerst da war. Vielmehr kann das eine ohne das andere nicht sein.
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