Aktive Galaxien: Wenn Schwarze Löcher verhungern

Verschmelzen zwei Galaxien zu einem riesigen Sternsystem, so entwickelt das darin befindliche zentrale Schwarze Loch einen Appetit, der unersättlich scheint. Die Galaxie füttert das Schwarze Loch mit Gas und Staub aus ihrem dichten massereichen Zentrum, so dass dieses zuerst stetig wächst. Doch das üppige Mahl der Schwarzen Löcher hat irgendwann unweigerlich ein Ende – wie das geschieht, zeigen nun Aufnahmen des Gemini-Teleskops, das die Galaxie Markarian 231, abgekürzt Mrk 231, und das von ihr beherbergte Schwarze Loch beobachtete: Es beobachtete einen gewaltigen Energie- und Materieausstoß, der die Galaxie regelrecht auseinander bläst und dabei dem äußerst massereichen zentralen Schwarzen Loch die Nahrung entzieht.

Ein Quasar schleudert Materie ins All | Aus dem Zentrum des Quasars Mrk 231, einer hellen aktiven Galaxie, strömen gewaltige Materiemengen. Die Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs der Galaxie ist in dieser künslerischen Darstellung abgebildet. Der breite Materieausstoß zeigt sich als fächerförmiger Trichter oberhalb der Akkretionsscheibe, die das Schwarze Loch umgibt. Die hier dargestellte Seitenansicht entspricht nicht dem, was von der Erde aus gesehen wird. Der Blick des Beobachters auf der Erde fällt direkt in die Kehle des Ausstoßes. Die gesamte Menge an weggeschleudertem Material beträgt mindestens 400 Sonnenmassen im Jahr.

Da die meisten Galaxien im nahen Universum keine aktiven wachsenden Schwarzen Löcher in ihrer Mitte besitzen, muss es einen Prozess geben, der ihre Entwicklung aufhält und das Wachstum bremst. Das Gebiet um die Schwarzen Löcher bildet den aktiven Galaxienkern, und der gewaltige Materiefluss dort hinein ist Energiequelle für Quasare – aktive Galaxien, die zu den hellsten Objekten im Universum zählen. Modelle deuten darauf hin, dass Materieausstöße von Quasaren das Wachstum der Schwarzen Löcher stoppen: Während es Materie aufsammelt, wird durch die weggeschleuderte Materie Energie abtransportiert und das Wachstum so unterdrückt.

Die Entwicklung der Schwarzen Löcher im Zentrum der Galaxien beeinflusst auch die Entstehung der Sterne, denn die Masse des zentralen Schwarzen Lochs und jene der Sterne in der Wirtsgalaxie sind gekoppelt. Stößt ein Quasar Materie aus, bremst dies nicht nur das Wachstum des Schwarzen Lochs, sondern reduziert auch die Entstehungsrate neuer Sterne, da es nun am nötigen Material mangelt.

Das Schwarze Loch wird seiner Nahrung beraubt

Zwar waren solche von Quasaren ausgestoßenen Materieströme bereits beobachtet worden – auch bei Mrk 231 – aber keiner davon war annähernd energiereich genug, um dem zentralen Schwarzen Loch die Nahrung wegzunehmen und es verhungern zu lassen. Erst die neuen Aufnahmen des Gemini-Teleskops liefern nun einen Beleg dafür, dass die Energie dafür ausreicht.

Der beobachtete breite Materiestrom dehnt sich in alle Richtungen um den Galaxienkern aus, und das Gas strömt mit mehr als 1000 Kilometer pro Sekunde vom Zentrum der Galaxie weg. Die auftretenden Geschwindigkeiten schließen Sterne als Treibkraft für den gewaltigen Ausstoß aus, so dass nur die zentralen Schwarzen Löcher selbst dafür in Frage kommen. (rh)