) (NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) Es wurde festgestellt, dass eine riesige elliptische Galaxie, etwa eine Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt, ein begeisterter Recycler ist – wenn auch nicht von Plastikflaschen. Das Supermassive schwarzes Loch Im Kern besteht es darin, kaltes molekulares Gas auszustoßen, das dann in das Schwarze Loch fällt und den Kreislauf erneut speist.
Ein solches Phänomen ist als „Brunnen“ bekannt, eine galaktische Möglichkeit, sternbildendes Material zu recyceln; Obwohl es schon lange theoretisiert wurde, wurde es noch nie in seiner Gesamtheit beobachtet.
Astronomen fanden diese erstaunliche Szene in einer Galaxie im Herzen eines Clusters namens Abell 2597.
„Dies ist möglicherweise das erste System, in dem wir eindeutige Beweise sowohl für den Zufluss von kaltem molekularem Gas in Richtung des Schwarzen Lochs als auch für den Abfluss oder die Anhebung der vom Schwarzen Loch ausgestoßenen Jets finden.“ erklärte Grant Tremblay vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics .
„Das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum dieser riesigen Galaxie wirkt wie eine mechanische Pumpe in einer Fontäne.“
Ein Schwarzes Loch spuckt natürlich nicht wirklich Material aus. Während sich ein aktives Schwarzes Loch „füttert“, bildet Material eine Akkretionsscheibe aus wirbelndem Material, das hineinfällt, wie Wasser, das in einen Abfluss wirbelt. Doch nicht das gesamte Material wird letztendlich vom Schwarzen Loch verschluckt.
Ein Teil davon wird in Richtung der Pole geleitet, möglicherweise über magnetische Feldlinien, ähnlich wie geladene Teilchen vom Sonnenwind entlang der magnetischen Feldlinien der Erde wandern erzeugt das Polarlicht .
Aber die Dynamik eines Schwarzen Lochs ist anders; Anstelle von Polarlichtern erzeugen sie leistungsstarke Plasmastrahlen, die nahezu mit Lichtgeschwindigkeit in den Weltraum fliegen und aus ihrer Polarregion ausgestoßen werden.
Im Fall des supermassereichen Schwarzen Lochs, das die hellste Haufengalaxie (BCG) von Abell 2597 antreibt, schleudern seine Jets kaltes molekulares Gas 9 Kiloparsec (30.000 Lichtjahre) in den Weltraum.
Dieses kalte Gas regnet dann zurück in das Reservoir, das in die Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs mündet – einen riesigen fadenförmigen Nebel mit einer Masse, die etwa 3 Milliarden Sonnen entspricht und sich über 30 Kiloparsec (100.000 Lichtjahre) im Zentrum der Galaxie erstreckt.
Tremblay und sein Team beobachteten diesen Regen erstmals im Jahr 2016 mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Sie beobachteten, wie Kohlenmonoxidmoleküle, einige mit Temperaturen von nur 13 bis 23 Kelvin (-260 bis -250 Grad Celsius oder -438 bis -418 Grad Fahrenheit), in Richtung des Schwarzen Lochs fielen.
(ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tremblay et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/Chandra; ESO/VLT)
Über: Dieses zusammengesetzte Bild zeigt das kalte einströmende Gas in Gelb aus ALMA-Daten und das heiße ausströmende Gas in Rot aus MUSE-Daten.
Seitdem hat das Team es mit früheren Beobachtungen in Verbindung gebracht, die mit dem gemacht wurden MUSE-Instrument am Very Large Telescope der ESO. Es sah, wie das wärmere Gas von den Jets des Schwarzen Lochs in den Weltraum geschleudert wurde.
Folgebeobachtungen mit dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA bestätigten diesen Zusammenhang – und markierten den ersten Beweis dafür, dass Ausfluss und Zufluss Teil desselben Prozesses sind.
„Dieses sehr, sehr heiße Gas kann schnell abkühlen, kondensieren und ausfallen, ganz ähnlich wie warme, feuchte Luft in der Erdatmosphäre Regenwolken und Niederschläge erzeugen kann.“ Tremblay erklärte im Jahr 2016.
„Die neu verdichteten Wolken regnen dann auf die Galaxie ein, befeuern die Sternentstehung und ernähren ihr supermassereiches Schwarzes Loch.“
Das Ergebnis ist möglicherweise nur das erste Mal, dass diese beiden Teile des Prozesses zusammengefügt wurden, aber es könnte ein durchaus häufiger Teil der galaktischen Entwicklung sein, glauben die Forscher. Es könnte übrigens etwas Licht auf die Sternentstehung werfen Schwarze Löcher Nahrung und der gesamte Lebenszyklus von Galaxien.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal und kann auf der Preprint-Ressource gelesen werden arXiv .