Ströme von Staub fließen auf das supermassive Schwarze Loch zu, das im Herzen der Andromeda-Galaxie lauert (Bildnachweis: NASA-JPL/Caltech; Bildbearbeitung: IPAC/Robert Hurt)
Wie stillt man den Hunger eines supermassiven Schwarzen Lochs? Mit Lichtjahren langen Flüssen aus kosmischem Staub, sagen Astronomen.
Wissenschaftler haben Beweise für bemerkenswert lange Staubströme gefunden, die sich spiralförmig auf das supermassive Schwarze Loch zubewegen, das im Herzen unserer Nachbargalaxie Andromeda lebt. Es hat den Anschein, dass diese riesigen Ströme leise, aber kontinuierlich den kosmischen Abgrund speisen – und das wahrscheinlich schon seit Äonen. Die neu entdeckten Ströme veranschaulichen, wie Schwarze Löcher, die Milliarden Mal schwerer sind als unsere Sonne, außergewöhnlich ruhig bleiben, selbst wenn sie in der Nähe Staub, Gas und unglückliche Sterne verschlingen. Die Erkenntnisse verdanken wir Wissenschaftlern in Deutschland, Spanien und Chile, die Archivbilder des inzwischen eingestellten Spitzer-Weltraumteleskops der NASA analysierten.
Supermassive Schwarze Löcher wurden schon früher bei Fressorgien beobachtet, bei denen sie so große Brocken glühender Materie verschlangen, dass ihre dunklen Silhouetten heller leuchten als ganze Galaxien voller Sterne. Die Diäten anderer schwarzer Löcher, wie die sehr ruhigen, die in den Herzen von Andromeda und unserer eigenen Milchstraße lauern, waren jedoch unklar.
Diese stillen Biester werden von Gasströmen gefüttert, die langsam und stetig in sie hineinfließen, und zwar so subtil, dass die Ringe aus glühendem Material um sie herum nur selten in ihrer Helligkeit schwanken, so eine Studie, die letztes Jahr im Astronomical Journal veröffentlicht wurde. Diese kosmische Etikette kann mit Wasser verglichen werden, das einen Abfluss hinunterfließt, so die Astronomen am Donnerstag (9. Mai) in einer Erklärung der NASA.
Mit einer Entfernung von etwa 2,5 Millionen Lichtjahren zur Erde ist die Andromeda-Galaxie die der Milchstraße am nächsten gelegene große Galaxie und eine der wenigen Galaxien, die in dunklen, mondlosen Nächten mit bloßem Auge sichtbar sind. Im Gegensatz zu den ausgeprägten Spiralarmen, die sich um das Zentrum unserer eigenen Galaxie schlängeln, ist der Kern der Andromeda-Galaxie von mehreren Ringen aus Staub umschlossen.
Eine kommentierte Nahaufnahme des Staubs in der Nähe des Zentrums der Andromeda-Galaxie. Blaue gepunktete Linien markieren den Weg zweier Staubströme, die in Richtung des supermassiven schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie fließen (gekennzeichnet durch einen lila Punkt). (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Um zu ihren Schlussfolgerungen zu gelangen, haben die Astronomen zunächst simuliert, wie sich das Material um das Schwarze Loch von Andromeda im Laufe der Zeit verhält. Diese Simulation zeigte, dass sich in der Nähe des Schwarzen Lochs eine winzige Scheibe aus heißem Gas bilden könnte, die das Loch speist, bevor sie durch viele andere Gas- und Staubströme in der Umgebung wieder aufgefüllt wird. Diese Ströme, so fanden die Forscher heraus, müssen sich in einem bestimmten Größen- und Geschwindigkeitsbereich befinden, um eine gleichmäßige Versorgung zu gewährleisten, ohne die das Schwarze Loch rülpsen und seine Helligkeit schwanken würde. Als die Forscher ihre Ergebnisse mit den Daten des Spitzer-Teleskops verglichen, stellten sie fest, dass das Teleskop bereits Staubspiralen innerhalb der erforderlichen Grenzen aufgezeichnet hatte.
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„Dies ist ein großartiges Beispiel dafür, dass Wissenschaftler archivierte Daten neu untersuchen, um mehr über die Dynamik von Galaxien herauszufinden, indem sie sie mit den neuesten Computersimulationen vergleichen“, sagte die Mitautorin der Studie, Almudena Prieto, Astrophysikerin am Institut für Astrophysik der Kanarischen Inseln und an der Universitätssternwarte München, in der Erklärung. „Wir haben 20 Jahre alte Daten, die uns Dinge sagen, die wir nicht erkannt haben, als wir sie zum ersten Mal gesammelt haben.“
Die Ergebnisse stehen im Widerspruch zu den Resultaten einer anderen Gruppe von Astronomen aus dem letzten Jahr, die davon ausgingen, dass alle kosmischen Leerräume in der Nähe befindliche Materie auf die gleiche Weise verschlingen, unabhängig von ihrem Appetit. Das beobachtete Glühen der Materie, die von hundert anderen supermassiven schwarzen Löchern verschlungen wurde, war „unvereinbar mit einem geordneten Materiefluss“. Solche Widersprüche erlauben es den Astronomen, das, was wir über das Verhalten Schwarzer Löcher wissen, neu zu bewerten.
NASA hat das Spitzer-Teleskop im Januar 2020 in den Ruhestand versetzt, nachdem es 16 Jahre lang Infrarotdaten über Kometen und Asteroiden in unserem Sonnensystem und Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems gesammelt hat und noch tiefer in verschiedene Taschen unseres Universums vorgedrungen ist, die von interstellarem Gas und Staub bedeckt sind. Die Weltraumbehörde hat Spitzer im Wesentlichen durch das James-Webb-Weltraumteleskop „ersetzt“, das 2021 in Betrieb geht und das Universum auch im Infraroten sieht. Im Mai letzten Jahres schlug die U.S. Space Force jedoch einen gewagten Plan vor, Spitzer durch eine Robotermission wiederzubeleben, um das Teleskop zu warten und wieder in Betrieb zu nehmen – eine Anspielung auf die Wartungsmissionen des Hubble-Weltraumteleskops. Zum Vergleich: Spitzer ist jetzt über 180 Millionen Meilen (289 Millionen Kilometer) von der Erde entfernt. Hubble befand sich genau in der Umlaufbahn unseres Planeten.
