Das Bild wurde aus 450 Stunden Beobachtungen des Australia Telescope Compact Array erstellt.(Bildnachweis: Paduano et al.)
Einer der hellsten Kugelsternhaufen der Milchstraße strahlt mysteriöse Radiowellen aus seinem Herzen aus, wie neue Beobachtungen ergeben haben. Wissenschaftler vermuten, dass das faszinierende Signal von einem mittelgroßen Schwarzen Loch erzeugt wird; sollte dies zutreffen, wäre dies das erste Ergebnis dieser Art.
Das Team entdeckte das Signal beim Scannen des 47 Tucanae-Haufens mit dem Australia Telescope Compact Array (ATCA) in New South Wales. Kugelsternhaufen sind uralte Ansammlungen von Sternen, die in der Milchstraße verstreut sind. Die Sterne in diesen Haufen sind viel dichter gepackt als die in anderen Teilen der Galaxie. 47 Tucanae, zum Beispiel, enthält mehr als eine Million Sterne in einer Kugel mit einem Durchmesser von 120 Lichtjahren. Dieser Haufen ist der zweithellste am Himmel und kann sogar mit dem bloßen Auge beobachtet werden.
Aber mit 450 Stunden Radiomessungen mit ATCA haben Forscher des Internationalen Zentrums für Radioastronomieforschung (ICRAR) das detaillierteste Radiobild von 47 Tucanae erstellt, das je erstellt wurde. Und genau im Zentrum des Haufens, etwa 14.500 Lichtjahre von der Sonne entfernt, fanden sie die ungewöhnliche Radiowellenquelle.
Die Forscher vermuten, dass das Signal entweder von einem mittelgroßen Schwarzen Loch oder einem Pulsar, einem sich schnell drehenden Neutronenstern, der Radiowellen aussendet, erzeugt wird. Beide Objekte wären faszinierend, aber die Entdeckung eines mittelgroßen schwarzen Lochs wäre ein Durchbruch.
Das Bild wurde aus 450 Stunden Beobachtungen durch das Australia Telescope Compact Array erstellt. (Bildnachweis: Paduano et al.)
Mittelgroße Schwarze Löcher sind das fehlende Bindeglied zwischen stellaren Schwarzen Löchern, die vom Tod riesiger Sterne übrig geblieben sind, und supermassiven Schwarzen Löchern – riesigen Monstern, die in den Zentren von Galaxien sitzen und so massiv sein können wie Millionen oder sogar Milliarden von Sonnen. Astrophysiker spekulieren, dass supermassereiche Schwarze Löcher aus der allmählichen Verschmelzung kleinerer Schwarzer Löcher entstanden sein müssen, doch gibt es dafür im Universum kaum Belege.
„Man vermutet zwar, dass es in Kugelsternhaufen Schwarze Löcher mittlerer Masse gibt, aber bisher wurde noch keines eindeutig nachgewiesen“, sagte Alessandro Paduano, Hauptautor der Studie und ehemaliger Doktorand an der Curtin University in Perth, Australien, in einer per E-Mail gesendeten Erklärung. „Wenn sich dieses Signal als Schwarzes Loch herausstellt, wäre dies eine sehr bedeutende Entdeckung und der erste Radio-Nachweis eines Schwarzen Lochs innerhalb eines Sternhaufens überhaupt.“
Das ATCA-Bild von 47 Tucanae ist genauso detailliert wie die mit Spannung erwarteten Bilder, die das Square Kilometer Array Observatory (SKAO) liefern wird, so die Forscher. SKAO wird derzeit an Standorten in Westaustralien und Südafrika gebaut und besteht aus Tausenden von empfindlichen Radioantennen. Nach seiner Fertigstellung in diesem Jahrzehnt wird das Array das empfindlichste Radioteleskop der Welt sein.
„Dieses Projekt hat unsere Software an ihre Grenzen gebracht, sowohl in Bezug auf die Datenverwaltung als auch auf die Datenverarbeitung, und es war wirklich aufregend zu sehen, welche Fülle von wissenschaftlichen Erkenntnissen diese Techniken ermöglicht haben“, sagte Tim Galvin, ein Wissenschaftler bei CSIRO und Mitautor eines Artikels über die Studie, in der Erklärung. „Alessandros Forschung stellt den Höhepunkt jahrelanger Forschung und technologischer Fortschritte dar, und ATCAs ultratiefes Bild von 47 Tucanae ist erst der Anfang der Entdeckungen, die noch kommen werden.“
Arash Bahramian, Astronom am Curtin Institute of Radio Astronomy, der das Projekt leitete, fügte hinzu: „Wir haben es geschafft, mit der aktuellen Generation von Radioteleskopen Wissenschaft in nahezu SKA-Qualität zu betreiben, indem wir Hunderte von Beobachtungsstunden kombiniert haben, um die schwächsten Details zu entdecken. Dies gibt uns einen Einblick in die aufregenden Möglichkeiten, die die nächste Generation von Radioteleskopen erreichen wird, wenn sie online geht.“
In der Zukunft könnte die Technik eingesetzt werden, um die Leistung von SKAO zu verstärken und den Astronomen zu helfen, die schwächsten Objekte im Universum zu entdecken.
Die Studie wurde am 15. Januar in der Zeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlicht.
