Entstehung von Galaxien Schwarzes Loch erschafft sich seine Heimat selbst

Lange Zeit gab ein scheinbar heimatloses Schwarzes Loch der Wissenschaft Rätsel auf - jetzt haben Astronomen es geknackt: Hinter einem Staubschleier haben sie überraschenderweise eine Nachbargalaxie entdeckt. Offenbar bauen sich Schwarze Löcher ihre Heimatgalaxien selbst zusammen.

ESO / L. Calçada

Die Frage beschäftigt Astronomen schon lange: Wer kam zuerst? Das Schwarze Loch oder die Galaxie? Bereits im Januar dieses Jahres hatten Forscher Hinweise dafür entdeckt, dass Schwarze Löcher die Nase vorne haben könnten. Jetzt haben die Astronomen um David Elbaz ein Schwarzes Loch beobachtet, das sich sogar seine Galaxie offenbar selbst erschaffen hat.

Fünf Milliarden Lichtjahre ist dieses Schwarze Loch von der Erde entfernt. Direkt sehen können die Wissenschaftler dieses Loch nicht. Weil es alles, was ihm zu nahe kommt, verschluckt, ist es selbst unsichtbar - nicht einmal Licht dringt daraus hervor. Um ein Schwarzes Loch indirekt "sehen" zu können, beobachten Astronomen stattdessen seinen Quasar. Quasare sind die aktiven, sehr leuchtkräftigen Kerne von Galaxien, in deren Zentrum sich immer ein sehr massenreiches Schwarzes Loch befindet, das Materie verschlingt. Saugt ein Schwarzes Loch Gas ein, beschleunigt es dieses und es wird dabei sehr heiß. Die Folge: Ungeheure Energiemengen in Form von Röntgenstrahlung werden abgegeben.

Doch bisher war der erdnahe Quasar HE0450-2958 für die Astronomen ein Sonderling. Anders als bei all den anderen supermassiven Schwarzen Löchern, konnten die Wissenschaftler jedoch keine Galaxie finden, die HE0450-2958 umgab - der Quasar war sozusagen heimatlos. Deshalb hatten die Forscher angenommen, dass sich dessen Heimatgalaxie hinter großen Mengen Staub verbirgt.

Überraschung hinter dem Schleier aus Staub

Um hinter den Staubschleier blicken zu können, nutzten die Astrophysiker ein Instrument am Very Large Telescope des European Southern Observatory (ESO), das Licht im mittleren Infrarotbereich auffängt. In diesem Wellenlängenbereich erscheinen kosmische Staubwolken als hell leuchtende Objekte und lassen sich deshalb gut beobachten. "Mit diesem Instrument hätten wir Staub, hinter dem sich die Heimatgalaxie des Quasars verbergen kann, direkt nachweisen können", sagt Knud Jahnke, einer der Co-Autoren vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

Stattdessen bekamen die Astronomen etwas zu sehen, mit dem sie nicht gerechnet hatten: "Wir entdeckten, dass in einer Galaxie in der unmittelbaren Nachbarschaft des Quasars überraschend viele neue Sterne entstehen", sagt Jahnke. Und zwar in großer Zahl, wie die Forscher herausfanden: Pro Jahr entstehen dort 350 weitere neue Gaskugeln. Die Rate, mit der dort junge Sterne geboren werden, sei etwa hundertmal größer als die in typischen Galaxien unserer kosmischen Nachbarschaft, berichten die Forscher im Fachblatt "Astronomy & Astrophysics".

Galaxie unter Beschuss

Frühere Beobachtungen hatten bereits gezeigt, dass die Nachbargalaxie unter Beschuss steht: Einen Jet aus hochenergetischen Teilchen und Materie speit der Quasar auf sie. Und genau dort, wo der Strahl auf das Gas der Nachbargalaxie trifft, entdeckten die Astronomen die ungewöhnlich vielen jungen Sterne.

Die Beobachtung veranlasste die Forscher, eine neue Theorie über die Entstehung von Galaxien aufzustellen: Elbaz und seine Kollegen sind der Auffassung, dass HE0450-2958 für die hohe Sternentstehungsrate verantwortlich sein könnte. Schwarze Löcher können sich offenbar ihre Galaxie selbst erschaffen.

Allerdings wird es noch eine Weile dauern, bis der noch "nackte" Quasar seine Heimatgalaxie hat. Den Berechnungen der Astronomen zufolge rast HE0450-2958 mit einigen zehntausend Kilometer pro Stunde auf seine Nachbargalaxie zu. Bis beide also miteinander verschmelzen, werden noch einige Millionen Jahre vergehen, noch sind sie 22.000 Lichtjahre voneinander entfernt. In jedem Fall könnte das Szenario erklären, warum die Massen solcher Schwarzen Löcher größer sind, je mehr Sterne ihre Heimatgalaxie enthält.

cib

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