Ein zusammengesetztes Bild des Quasars H1821+643, mit Röntgendaten von Chandra in blau und Radiowellenlängendaten vom Very Large Array in rot, das die Keulen der Radiostrahlen zeigt, die fast direkt auf uns gerichtet sind (Bildnachweis: X-ray: NASA/CXC/Universität von Nottingham/H. Russell et al.; Radio: NSF/NRAO/VLA; Bildverarbeitung: NASA/CXC/SAO/N. Wolk)
Einer der Quasare, die unserer Milchstraßengalaxie am nächsten sind, verhält sich überraschend zurückhaltend, wenn es darum geht, seine Umgebung zu beeinflussen, wie neue Beobachtungen mit dem Chandra-Röntgenobservatorium gezeigt haben.
Ein Quasar ist die helle zentrale Region einer Galaxie, die ein hochaktives supermassereiches Schwarzes Loch beherbergt, das große Mengen an Gas verschlingt. Dieses Gas wirbelt um das Schwarze Loch und bildet eine Akkretionsscheibe, die heiß und leuchtend wird. Gleichzeitig peitschen Magnetfelder in der Scheibe einen Teil des Gases auf und schießen es in Zwillingsjets mit fast Lichtgeschwindigkeit davon. Die Kombination aus Scheibe und Jets macht Quasare, wenn sie auf uns gerichtet sind, zu den hellsten Objekten im Universum, die besonders hell im Röntgenlicht leuchten. Der von Chandra beobachtete Quasar mit der Bezeichnung H1821+643 befindet sich in einer Galaxie, die 3,4 Milliarden Lichtjahre entfernt ist.
In den meisten Fällen kann die gesamte hochenergetische Strahlung, die von den Jets und der Scheibe eines Quasars ausgesandt wird, in der den Quasar umgebenden Wirtsgalaxie Verwüstungen anrichten. In Form einer negativen Rückkopplung kann die vom Quasar ausgehende Energie das umgebende Gas aufheizen und wegblasen, so dass es keine Sterne bilden oder auf das Schwarze Loch fallen kann. Da die Hauptquelle für den Treibstoff abgeschnitten ist, hört das Schwarze Loch auf zu wachsen und der Quasar beginnt zu verschwinden.
Laut Helen Russell von der University of Nottingham, die die Chandra-Röntgenbeobachtungen von H1821+643 leitete, ist das jedoch nicht der Fall.
„Wir haben festgestellt, dass der Quasar in unserer Studie einen Großteil der Kontrolle aufgegeben zu haben scheint, die von langsamer wachsenden Schwarzen Löchern ausgeübt wird“, so Russell in einer Erklärung. „Der Appetit des Schwarzen Lochs entspricht nicht seinem Einfluss.“
Chandra fand heraus, dass das Gas in der Nähe des Schwarzen Lochs von H1821+643, das etwa vier Milliarden Sonnenmassen fasst (eine Größenordnung massereicher als Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraßengalaxie), dichter ist und eine niedrigere Temperatur hat als das Gas in größerer Entfernung. Das bedeutet, dass der Quasar nicht viel Energie in die inneren 30.000 Lichtjahre seiner Wirtsgalaxie pumpt, wo dieses dichtere und kühlere Gas zu finden ist.
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„Das riesige Schwarze Loch erzeugt viel weniger Hitze als die meisten anderen im Zentrum von Galaxien“, sagte Mitautorin Lucy Clews von der britischen Open University in der Erklärung. „Dies ermöglicht es dem heißen Gas, schnell abzukühlen und neue Sterne zu bilden, und dient auch als Brennstoffquelle für das Schwarze Loch.“
In der Tat verschlingt das Schwarze Loch jedes Jahr 40 Sonnenmassen an Material, während 120 Sonnenmassen an Wasserstoffgas jährlich in neugeborene Sterne um den Quasar umgewandelt werden. Das Gas kühlt unter Röntgentemperaturen ab, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 3.000 Sonnenmassen pro Jahr.
Es ist unwahrscheinlich, dass der Einfluss des Quasars auf die ihn umgebende Galaxie von Dauer sein wird. Je mehr Material in die Akkretionsscheibe fließt, desto stärker werden die Strahlen und erreichen schließlich den Punkt, an dem der Quasar nicht mehr anders kann, als das umgebende Gas zu erhitzen. Molekulares Gas muss kalt sein, weniger als 10 Grad über dem absoluten Nullpunkt, damit es durch die Schwerkraft kollabieren und sich zu Sternen verdichten kann. Das Aufheizen dieses Gases wird die Sternbildung in der Wirtsgalaxie von H1821+643 zum Erliegen bringen, und die Jets werden dann das heiße Gas wegblasen, vielleicht sogar ganz aus der Galaxie heraus. Dies wird das Schwarze Loch aushungern und dazu führen, dass sich der Quasar schließlich abschaltet.
Die Ergebnisse wurden am 27. Januar in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
