2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Astronomen haben im Zentrum der Fornax-UCD3-Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch entdeckt, das zu einer seltenen Klasse ultrakompakter Zwerge gehört. Es ist fast so groß wie das im Zentrum der Milchstraße, so ein Artikel, der in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde. Ein Bericht zu diesem Thema wird auf der Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union präsentiert, die vom 20. bis 31. August in Wien stattfindet.
Die ersten ultrakompakten Galaxien wurden bereits in den 1990er Jahren entdeckt. Sie zeichnen sich durch eine extrem hohe Dichte an Sternpopulationen und einen kleinen Durchmesser aus - normalerweise sind es nur 200-300 Lichtjahre (zum Vergleich: Der geschätzte Durchmesser der Milchstraße beträgt etwa 160.000 Lichtjahre). Kürzlich wurde bekannt, dass sich zentrale Schwarze Löcher in ihren Zentren befinden könnten. Wenn sie jedoch in „normalen“Galaxien in der Regel etwa 0,3 Prozent der Gesamtmasse ausmachen, dann kann dieser Wert bei ultrakompakten Zwergen deutlich höher liegen.
Die Fornax-Galaxie UCD3 befindet sich im Fornax-Cluster, etwa 68 Millionen Lichtjahre (20,9 Megaparsec) entfernt. Astronomen unter der Leitung von Anton Afanasiev von der Moskauer Staatlichen Universität. Lomonosov haben wir Daten des Integralfeld-Infrarot-Spektrographen SINFONI verwendet, der an einem der VLT-Teleskope in Chile installiert ist. Wissenschaftler haben das Spektrum von Fornax UCD3 analysiert und einen Zusammenhang zwischen der Änderung der Geschwindigkeiten von Sternen (Geschwindigkeitsdispersion) und ihrer Entfernung vom Zentrum der Galaxie gefunden. Die Streuung der Geschwindigkeiten spiegelt die Abweichungen der Geschwindigkeit von Raumobjekten von der Durchschnittsgeschwindigkeit der Gruppe wider, zu der sie gehören. Wenn sich in einer Galaxie ein großes Objekt befindet, beispielsweise ein supermassereiches Schwarzes Loch, dann nimmt unter dem Einfluss seiner Schwerkraft die Geschwindigkeitsdispersion – der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten der langsamsten und schnellsten Sterne – zu. Dieses Phänomen haben Astronomen registriert.
Ein Schnappschuss der Galaxie NGC 1399 und ihres Satelliten UCD3
Anschließend verglichen die Astronomen die gewonnenen Daten mit dynamischen Modellen, die auf der Annahme beruhten, dass sich im Zentrum der Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet. Den Beobachtungsdaten am nächsten kam ein Modell, bei dem seine Masse 3,5 Millionen Sonnen betrug – das sind vier Prozent der Gesamtmasse der Galaxie. Wissenschaftler betrachteten auch den Fall, dass es kein supermassives Schwarzes Loch im Zentrum von Fornax UCD3 gab, aber diese Hypothese wurde mit einer statistischen Signifikanz von 99,7 Prozent (3 Sigma) ausgeschlossen.
Das Vorkommen massereicher Schwarzer Löcher in ultrakompakten Zwergen gilt als starkes Argument für die Hypothese eines Gezeitenursprungs. Sie vermutet, dass dies in der Vergangenheit gewöhnliche Galaxien von normaler Größe waren, aber irgendwann kamen sie zu nahe an einer anderen, größeren Galaxie vorbei. Infolgedessen hat die kleinere Galaxie aufgrund des Einflusses der Gezeitenkräfte die meisten Sterne verloren, die sich an der Peripherie befinden, und nur der Kern - ein ultrakompakter Zwerg - ist übrig geblieben.
Wissenschaftler haben zuvor zwei weitere unerwartet große Schwarze Löcher im Zentrum ultrakompakter Zwerggalaxien entdeckt. Sie machten 13 Prozent und 18 Prozent ihres gesamten „Volumens“aus und ähnliche Anomalien bestätigen die obige Hypothese.
