Im Zentrum fast jeder großen Galaxie im Universum befindet sich ein supermassives Schwarzes Loch – und alle umgebenden Gas-, Staub- oder sogar Sternwolken, die zu nahe herankommen, werden verschlungen, wenn sie die Ereignishorizonte dieser kosmischen Monster überqueren.
Wenn supermassive Schwarze Löcher auf diese Weise große Mengen an Energie und Materie verschlingen, sind sie in der Lage, gewaltige Plasmastrahlen zu erzeugen, die mit annähernd Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum geschossen werden. Eine solche Galaxie, Messier 87, die etwa 54 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist, beherbergt ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von 6,5 Milliarden Sonnenmassen, das 3.000 Lichtjahre lange Plasmastrahlen erzeugt.
Und neue Forschungen, die auf Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops beruhen, haben ergeben, dass Doppelsternsysteme, die sich in der Nähe dieser Jets befinden, ein ziemlich riskantes Leben führen.
Dies ist ein künstlerisches Konzept, das in den Kern der elliptischen Riesengalaxie M87 hinabschaut. Ein supermassives Schwarzes Loch stößt einen 3.000 Lichtjahre langen Plasmastrahl aus, der sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Im Vordergrund, rechts, befindet sich ein Doppelsternsystem. (Bildnachweis: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI))
Sterne können oft durch die Schwerkraft aneinander gebunden sein und Doppelsternsysteme bilden. Und manchmal kann ein alternder, aufgeblähter normaler Stern einen Weißen Zwerg als Begleiter haben – die tote Glut eines einst aktiven Sterns. In solchen Fällen kann der vergrößerte Stern seine Materie, hauptsächlich Wasserstoff, abwerfen, der durch die Schwerkraft zu dem dichten Weißen Zwerg gezogen wird.
Wenn sich jedoch Wasserstoff auf der Oberfläche des Weißen Zwerges ansammelt, kann der Stern einen kritischen Kipppunkt erreichen. Ab diesem Punkt löst der Prozess eine Explosion aus. Man kann sich das wie eine Wasserstoffbombe vorstellen. Solche Explosionen werden als Nova bezeichnet und sind im gesamten Universum relativ häufig. Bei einem Stern namens T Coronae Borealis wird sogar schon bald eine solche erwartet – und in einer seltenen Wendung des Geschehens glauben Wissenschaftler, dass diese Explosion hell genug sein wird, um einen „neuen Stern“ an unserem Nachthimmel erscheinen zu lassen.
Interessanterweise fanden Astronomen heraus, dass die Wahrscheinlichkeit von Novaausbrüchen in Doppelsternsystemen, die sich in der Nähe der Plasmastrahlen des supermassiven Schwarzen Lochs von Messier 87 befinden, fast doppelt so hoch ist. Ursprünglich dachten die Astronomen, dass etwas an den Jets den Brennprozess und damit die Rate der Explosionen erhöhen oder sogar neue Doppelsternsysteme in ihrer Nähe hervorbringen könnte.
Alec Lessing, Astronom an der Stanford University und Hauptautor der Studie, die über diese Ergebnisse berichtet, ist jedoch nicht ganz überzeugt.
„Wir wissen nicht, was da vor sich geht, aber es ist einfach ein sehr aufregender Fund“, sagte Lessing in einer Erklärung. „Das bedeutet, dass etwas in unserem Verständnis darüber fehlt, wie Jets von Schwarzen Löchern mit ihrer Umgebung interagieren.“
Nicht lange nach dem Start von Hubble im Jahr 1990 richteten Astronomen das Teleskop auf das Zentrum von Messier 87, wo sich das supermassive Schwarze Loch der Galaxie befindet. Damals beobachteten sie seltsame blaue „transiente Ereignisse“ in der Nähe des schwarzen Lochs, aber das enge Feld der Hubble-Kamera bedeutete damals, dass die Wissenschaftler nicht vergleichen konnten, wie oft diese Ereignisse an diesem Ort im Vergleich zum Rest der Galaxie auftraten.
„Wir sind nicht die ersten, die sagen, dass es so aussieht, als ob um den Jet von M87 herum mehr Aktivität stattfindet“, sagte Koautor Michael Shara vom American Museum of Natural History in einer Pressemitteilung. „Aber Hubble hat diese erhöhte Aktivität mit viel mehr Beispielen und statistischer Signifikanz gezeigt, als wir jemals zuvor hatten.“
Die Beweise für den Einfluss des Jets auf die umliegenden Sterne wurden über einen Zeitraum von neun Monaten gesammelt, wobei Hubble alle fünf Tage mit seiner neueren Kamera mit größerem Blickwinkel beobachtete. Obwohl Nova-Ausbrüche in Galaxien insgesamt keine Seltenheit sind, veranschaulicht die neue Untersuchung den Einfluss, den supermassereiche Schwarze Löcher auf die Aktivität und Entwicklung von Galaxien haben können.
Die Forschungsergebnisse wurden am 27. September in der Zeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlicht.
