Wind von Schwarzen Löchern könnte die Entwicklung umgebender Galaxien beeinflussen

Gaswolken in einer fernen Galaxie werden durch Strahlungsausbrüche des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie immer schneller (mit mehr als 10.000 Meilen pro Sekunde) zwischen nahen Sternen geschoben. Diese Entdeckung hilft zu beleuchten, wie aktive Schwarze Löcher ihre Galaxien kontinuierlich formen können, indem sie die Entwicklung neuer Sterne stimulieren oder unterdrücken.

Ein Forscherteam unter der Leitung von Catherine Grier, einer Professorin für Astronomie an der University of Wisconsin-Madison, und dem frischgebackenen Absolventen Robert Wheatley enthüllte die Existenz dieses beschleunigenden Gases anhand jahrelanger Daten, die von einem Quasar, einem besonders hellen und besonders hellen Typ, gesammelt wurden Turbulentes Schwarzes Loch, Milliarden Lichtjahre entfernt. Sternbild Bootes. Ihre Ergebnisse präsentierten sie heute auf der 244. Tagung der American Astronomical Society in Madison.

Wissenschaftler glauben, dass sich Schwarze Löcher in den Zentren der meisten Galaxien befinden. Quasare sind supermassereiche Schwarze Löcher, die von Materiescheiben umgeben sind, die von der enormen Gravitationskraft des Schwarzen Lochs angezogen werden.

„Das Material dieser Scheibe fällt immer noch in das Schwarze Loch, und die Reibung dieses Ziehens und Ziehens erhitzt die Scheibe und macht sie sehr, sehr heiß und sehr, sehr hell“, erklärt Grier. „Diese Quasare sind wirklich hell, und da es einen großen Temperaturbereich vom Inneren bis zu den entferntesten Teilen der Scheibe gibt, deckt ihre Emission fast das gesamte elektromagnetische Spektrum ab.“

Das helle Licht macht Quasare sichtbar, die fast so alt sind wie das Universum (bis zu 13 Milliarden Lichtjahre), und die große Reichweite ihrer Strahlung macht sie für Astronomen besonders nützlich bei der Erforschung des frühen Universums.

Die Forscher nutzten Beobachtungen eines Quasars namens SBS 1408+544 aus mehr als acht Jahren, die von einem Programm unter der Leitung des Sloan Digital Sky Survey gesammelt wurden, das heute als Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project bekannt ist. Sie verfolgten die aus gasförmigem Kohlenstoff bestehenden Winde und entdeckten das fehlende Licht des Quasars, das vom Gas absorbierte Licht. Aber anstatt genau an der richtigen Stelle im Spektrum absorbiert zu werden, die auf Kohlenstoff hinweisen würde, entfernte sich der Schatten mit jedem neuen Blick auf SBS 1408+544 immer weiter von seinem Ursprungsort.

„Diese Veränderung sagt uns, dass sich das Gas schnell bewegt, und zwar immer schneller“, sagt Wheatley. „Der Wind beschleunigt sich, weil er durch die von der Akkretionsscheibe projizierte Strahlung angetrieben wird.“

Wissenschaftler, darunter Grier, vermuteten, dass sie zuvor beschleunigte Winde von Akkretionsscheiben Schwarzer Löcher beobachtet hatten, dies wurde jedoch noch nicht durch Daten aus einigen Beobachtungen gestützt. Die neuen Ergebnisse stammen aus etwa 130 Beobachtungen von SBS 1408+544, die über einen Zeitraum von fast einem Jahrzehnt durchgeführt wurden, und ermöglichen es dem Team, den Geschwindigkeitsanstieg mit hoher Zuverlässigkeit zuverlässig zu bestimmen.

Die Winde, die Gas aus dem Quasar herausdrücken, sind für Astronomen von Interesse, weil sie supermassiven Schwarzen Löchern die Möglichkeit bieten, die Entwicklung der Galaxien um sie herum zu beeinflussen.

„Wenn sie energiereich genug sind, könnten sich die Winde bis zur Wirtsgalaxie ausbreiten und dort erhebliche Auswirkungen haben“, sagt Wheatley.

Abhängig von den Umständen könnten die Winde eines Quasars einen Druck erzeugen, der Gase zusammenschnürt und die Geburt eines Sterns in seiner Muttergalaxie beschleunigt. Oder es könnte diesen Treibstoff eliminieren und die Entstehung eines potenziellen Sterns verhindern.

„Supermassive Schwarze Löcher sind groß, aber im Vergleich zu ihren Galaxien wirklich winzig“, sagt Grier. „Das bedeutet nicht, dass sie nicht miteinander ‚sprechen‘ können, und es ist eine Möglichkeit für das eine, mit dem anderen zu sprechen, die wir berücksichtigen müssen, wenn wir die Auswirkungen dieser Art von Schwarzen Löchern modellieren.“

Die Studie von SBS 1408+544, heute veröffentlicht in Das Astrophysics Journal Dazu gehörten Mitarbeiter der York University, der Pennsylvania State University, der University of Arizona und anderen.