(Adam Evans/Flickr/CC BY-NC 2.0) Ein seltener Schatz, der Aufschluss über die Entwicklung geben könnte Schwarze Löcher wurde gerade im nächsten großen galaktischen Nachbarn der Milchstraße gefunden.
In einem Sternhaufen in der Andromeda-Galaxie, auch bekannt als M31, haben Astronomen Lichtveränderungen untersucht, um einen zu identifizieren schwarzes Loch Es erreicht fast die 100.000-fache Masse der Sonne. Das ordnet das Tier direkt in den Bereich der „mittleren Masse“ ein – sowohl schwer fassbar als auch von Astronomen wegen der Fragen, die sie beantworten können, sehr gesucht.
'In diesem Papier,' schrieb ein internationales Team von Astronomen Unter der Leitung von Renuka Pechetti von der Liverpool John Moores University im Vereinigten Königreich „verwenden wir hochauflösende Massenmodelle und Kinematiken, um die Entdeckung eines Schwarzen Lochs mittlerer Masse (IMBH) mit etwa 100.000 Sonnenmassen und einer Signifikanz von mehr als 3 Sigma zu präsentieren.“ '
Kugelsternhaufen B023-G78 in der Andromedagalaxie. (Pechetti et al., arXiv, 2021)
Ihre Arbeiten wurden auf dem Preprint-Server veröffentlicht arXiv , und von der American Astronomical Society (AAS) zur Veröffentlichung angenommen.
Schwarze Löcher sind sehr tückische Tiere. Sofern sie nicht aktiv Materie ansammeln, ein Prozess, der unglaublich helle Strahlung erzeugt, geben sie kein Licht ab, das wir wahrnehmen können. Das macht es zu einer Aufgabe von Detektiven, sie zu finden und zu beobachten, was in ihrem umgebenden Raum passiert.
Ein solcher Hinweis Auf die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs schließen sich die Umlaufbahnen der Objekte um sie herum an.
Die meisten Schwarzen Löcher, die wir mit verschiedenen Methoden entdeckt haben, fallen in zwei Massenbereiche. Es gibt Schwarze Löcher mit stellarer Masse, die etwa das 100-fache der Sonnenmasse erreichen; und supermassive Schwarze Löcher, die in einer niedrigen Reichweite von etwa einer Million Sonnenmassen beginnen (und erreichen können). unglaublich klobig von dort).
In der Mitte befindet sich ein Bereich, der als mittelschwer eingestuft wird, und zu sagen, dass Entdeckungen dieser Schwarzen Löcher selten sind, ist eine Untertreibung.
Bis heute ist die Zahl der IMBH-Erkennungen weiterhin unglaublich gering. Das ist etwas ärgerlich; Ohne Schwarze Löcher mittlerer Masse kämpfen Wissenschaftler darum, zu klären, wie zwei völlig unterschiedliche Massenregime nebeneinander existieren können.
Eine solide Population von Schwarzen Löchern im mittleren Massenbereich könnte uns helfen, diese Lücke zu schließen und einen Mechanismus bieten, durch den Schwarze Löcher mit Sternmasse zu Giganten heranwachsen können.
Dies bringt uns zu Andromeda; genauer gesagt, ein Kugelsternhaufen innerhalb von Andromeda namens B023-G078.
B023-G078 ist der massereichste Sternhaufen dieser Art in der Galaxie, ein annähernd kugelförmiger, gravitativ gebundener Sternhaufen mit 6,2 Millionen Sonnenmassen.
Modellen zufolge können sich diese Cluster unter anderem dadurch bilden, dass eine Galaxie eine andere aufnimmt. Das ist ein sehr häufiges Phänomen ; Die Milchstraße hat es geschafft mehrmals , wie auch Andromeda . Kugelsternhaufen könnten die Überreste der galaktischen Kerne kleinerer Galaxien sein, die von größeren Galaxien, Schwarzen Löchern und allem, verschlungen werden.
Dies ist nach Ansicht von Pechetti und ihren Kollegen die Entstehungsgeschichte von B023-G078. Sie untersuchten den Metallgehalt des Clusters anhand subtiler Signaturen im von ihm emittierten Licht und stellten fest, dass er ein Alter von etwa 10,5 Milliarden Jahren hat und eine Metallizität aufweist, die der anderer freigelegter galaktischer Kerne in der Milchstraße ähnelt.
Anschließend untersuchten sie die Art und Weise, wie sich die Sterne um das Zentrum des Sternhaufens bewegen, um die Masse des Schwarzen Lochs zu berechnen, das sich darin befinden sollte. Dies ergab ein Ergebnis von rund 91.000 Sonnenmassen, was etwa 1,5 Prozent der Masse des Clusters ausmacht.
Dies deutet darauf hin, dass die Muttergalaxie von B023-G078 eine Zwerggalaxie mit etwa einer Milliarde Sonnenmassen war. Die Masse der Großen Magellanschen Wolke – einer Zwerggalaxie, die die Milchstraße umkreist – wurde mit berechnet 188 Milliarden Sonnenmassen und Andromeda wird auf ca. geschätzt 1,5 Billionen Sonnenmassen.
Es ist möglich, dass etwas anderes für die Beobachtungen verantwortlich ist, aber keine der vom Team untersuchten Alternativen passt so gut zu den Daten wie ein Schwarzes Loch mittlerer Masse.
„Angesichts der anderen Hinweise darauf, dass es sich bei B023-G78 um einen abgetrennten Kern handelt, sowie der scheinbaren Kompaktheit der dunklen Komponente sprechen wir für das Vorhandensein eines einzelnen IMBH.“ sie schrieben in ihrer Zeitung .
„Daten mit höherer räumlicher Auflösung würden eine bessere Eingrenzung der Natur der zentralen dunklen Masse ermöglichen und sollten in der bevorstehenden Ära extrem großer Teleskope eine hohe Priorität haben.“
Das Papier des Teams ist verfügbar unter arXiv , und wird von der AAS veröffentlicht.