2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
In großen Spiralgalaxien, ähnlich unserer eigenen Milchstraße, gibt es möglicherweise nicht nur ein, sondern mehrere supermassereiche Schwarze Löcher gleichzeitig, die mehrere Milliarden Jahre durch das Sternensystem „wandern“können, so die Berechnungen von Astronomen, die in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurden zeigen.
Im Zentrum vieler massereicher Galaxien befinden sich supermassereiche Schwarze Löcher mit Massen zwischen dem 105- und 1010-fachen der Sonnenmasse. In der Milchstraße wird das Vorhandensein eines supermassereichen Schwarzen Lochs von Sagittarius A *, einer kompakten Radioquelle, die etwa 26.000 Lichtjahre entfernt ist, enthüllt. In einigen Fällen, beispielsweise nach der Verschmelzung von Galaxien, können sich supermassereiche Schwarze Löcher jedoch nicht nur im Zentrum befinden, sondern auch „wandern“. In den letzten Jahren haben Astronomen zunehmend Beweise für die Existenz galaktischer Doppelkerne sowie von Paaren supermassereicher Schwarzer Löcher in benachbarten Galaxien gefunden, was darauf hindeutet, dass auch "wandernde" supermassereiche Schwarze Löcher häufiger auftreten könnten als bisher angenommen.
Michael Tremmel vom Center for Astronomy and Astrophysics in Yale und seine Kollegen führten Computersimulationen durch, um zu bestimmen, wie oft "wandernde" supermassive Schwarze Löcher in Galaxien mit Massen nahe der Masse der Milchstraße vorkommen sollten. Dazu nutzten die Wissenschaftler das Computermodell Romulus, das ein einheitliches Volumen von 25 Kubik-Megaparsec abdeckt und auf den neuesten Ergebnissen des Planck-Observatoriums basiert. Die Simulation umfasste auch Modelle für die Sternentstehung, den ultravioletten Hintergrund des Universums und die Auswirkungen von Supernova-Explosionen.
Mehr als 85 Prozent der supermassereichen Schwarzen Löcher entstanden während der ersten Milliarde Jahre der Modellierung. Wissenschaftler haben 26 milchstraßenähnliche Objekte ausgewählt und analysiert, wie sich die Umlaufbahnen supermassereicher Schwarzer Löcher in ihrer Umgebung verändern werden. Es stellte sich heraus, dass unabhängig davon, wie oft Galaxien in der Vergangenheit miteinander verschmolzen sind und welche Form sie haben, im Durchschnitt 5, 1 ± 3, 3 supermassereiche Schwarze Löcher, einschließlich des zentralen, innerhalb von 10 Kiloparsec von ihrem Zentrum entfernt sein sollten. Sie werden jedoch nur wenige Milliarden Jahre lang innerhalb der Grenzen der Galaxie gehalten.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass sich "wandernde" supermassive Schwarze Löcher meistens außerhalb der galaktischen Scheibe befinden müssen. Die statistische Signifikanz dieser Schlussfolgerung liegt bei etwa 4 Sigma, dh man kann nicht mit Sicherheit über die Entdeckung sprechen. Trotzdem sagen die Forscher, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein "wanderndes" supermassives Schwarzes Loch in der Nähe der Sonne vorbeikommt und die Planeten unseres Systems beeinflusst, äußerst gering ist. „Nach unseren Schätzungen sollte die Annäherung eines dieser Wanderer, die unser Sonnensystem beeinflussen können, etwa alle 100 Milliarden Jahre erfolgen, was dem Zehnfachen des Alters des Universums entspricht“, kommentiert Tremmel.
Da „wandernde“supermassive Schwarze Löcher weit vom Zentrum von Galaxien entfernt sind, ist es unwahrscheinlich, dass sie aktiv Gas absorbieren, was sie unsichtbar macht. Nun suchen Tremmel und seine Kollegen nach einer Möglichkeit, diese Objekte indirekt zu erkennen.
Für die Existenz von "Nachbarn" am zentralen Schwarzen Loch in der Milchstraße spricht die Entdeckung von mindestens 12 Schwarzen Löchern durch eine andere Gruppe von Astronomen. Sie sind jedoch viel kleiner und Teil von Röntgen-Binärdateien mit geringer Masse. Es wird angenommen, dass es nur innerhalb eines Parsec um ein supermassereiches Schwarzes Loch etwa 20.000 Schwarze Löcher geben kann.
