Verstoßenes Schwarzes Loch gefunden

30. April 2008:

Zum ersten Mal wurde jetzt der extremste Zusammenstoß der im All auftreten kann beobachtet. Es ist bekannt, dass Galaxien supermassive Schwarze Löcher in ihren Kernen  beherbergen. Sollten die Galaxien kollidieren, werden Gezeitenkräfte die Sterne, welche um den galaktischen Kern kreisen, massiv stören. Wenn die Kerne massiv genug sind, könnte das Schwarze Loch in der Gravitationsanziehung gefangen werden. Bilden die Schwarzen Löcher ein neues, super-supermassives Schwarzes Loch? Drehen sich die beiden Schwarzen Löcher, wickeln sich auf und werden voneinander weg geschleudert? Es sah aus, als ob beides möglich wäre. Jetzt aber haben Astronomen Hinweise beobachtet, dass ein Schwarzes Loch von seiner Muttergalaxie weggeschleudert wurde, nachdem diese mit einer größeren Begleitgalaxie kollidierte. 

Das gleiche Forscherteam, das die erstaunliche Entdeckung der Struktur des Torus eines Schwarzen Lochs machte, indem sie die Lichtabstrahlung eines Röntgenflares (der von Materie stammte, die in das Schwarze Loch fällt) analysierten, beobachteten eines dieser Schwarzen Löcher, wie es aus seiner Muttergalaxie herausgestoßen wurde. Was löste diese unglaubliche Ereignis aus? Die Kollision mit einem anderen, größeren Schwarzen Loch.

Stefanie Komossa und ihr Team vom Max Planck Institute für extraterrestrische Physik (MPE) machten diese Entdeckung. Ihre Arbeit wird am 10. Mai in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht und überprüft etwas, was bisher nur in Computersimulationen nachgestellt wurde. Die Modelle sagen voraus, dass wenn zwei schnell rotierende Schwarze Löcher anfangen sich einander zu nähern, ihre Gravitationsstrahlung durch die kollidierenden Galaxien abgegeben wird. Da die Wellen hauptsächlich in eine Richtung strahlen, nimmt man an, dass sich die Schwarzen Löcher aufwickeln. Man kann sich diese Situation vorstellen wie zwei sich drehende Kreisel, die sich immer weiter annähern, bis sie sich treffen. Aufgrund ihres hohen Drehmoments erfahren die Kreisel einen "kick", der sie sehr schnell in die andere Richtung stößt. Das ist grundsätzlich das Gleiche was zwei supermassive Schwarze Löcher tun sollten, was nun auch beobachtet wurde. Des Weiteren wurde die Geschwindigkeit des weggeschleuderten  Schwarzen Lochs durch Analyse der spektroskopischen Emissionslinien des umgebenen Gases (seiner Akkretionsscheibe) gemessen. Es bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 2650 km/s. Die Akkretionsscheibe wird das Schwarze Loch, auf seiner Reise durch das Universum, weiterhin Millionen Jahre lang füttern.

Links: Illustration: MPE. Optisches Bild: HST

Um sicherzustellen, dass es sich wirklich um ein abgepralltes Schwarzes Loch handelt, hat Komossa die Muttergalaxie analysiert und heißes Gas, das Röntgenstrahlung emittierte, an der Stelle gefunden, wo die Kollision stattgefunden hatte.

Jetzt hoffen Komossa und ihr Team die Fragen zu beantworten, welche diese Entdeckung aufgeworfen haben: Bildeten sich Galaxien und Schwarze Löcher im frühen Universum gemeinsam? Oder gab es eine Population von Galaxien, die ihrer Schwarzen Löcher beraubt wurden? Und wenn dies so war, wie hat es die Entwicklung dieser Galaxien beeinflusst, im Vergleich zu denen die ihr Schwarzes Loch behielten?

Man hofft, dass die kombinierten Beobachtungen vom All und der Erde aus, vielleicht noch mehr dieser "Superkicks" finden und diese Fragen beantworten können. Die Entdeckung von Gravitationswellen würde dabei ebenfalls helfen, da dieses Kollisionsereignis vorhersagt, dass dabei sehr starke Gravitationswellen durch das Universum geschickt werden.