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Das schwarze Loch hat die Sternenentstehung in vier benachbarten Galaxien beeinflusst – es könnte das schwarze Loch mit der größten Reichweite sein.

Astronomie

Schwarzes Loch überrascht Forscher mit seinem Verhalten

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Ein Schwarzes Loch macht mit einem bisher einzigartigen Verhalten auf sich aufmerksam. Forscher sind sprachlos. 

Schwarze Löcher sind bedrohliche Himmelsobjekte: Mit ihrer riesigen Masse und der daraus resultierenden gigantischen Schwerkraft ziehen sie alles in ihrer Reichweite an. Sie zerreißen Sterne und verschlucken Materie – nichts, was den so genannten „Ereignishorizont“ passiert hat, kommt jemals wieder zum Vorschein. Nicht einmal Licht kann einem schwarzen Loch entkommen. Doch nun haben Astronomen ein schwarzes Loch entdeckt, das mit „positivem Feedback“ auffällt, wie die an der Entdeckung beteiligten Forscher berichten.

„Dies ist das erste Mal, dass ein einziges schwarzes Loch die Sternenentstehung in mehr als einer Galaxie gleichzeitig ankurbelt“, freut sich Roberto Gilli vom nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Bologna, Hauptautor der Studie, die die Entdeckung beschreibt. Die Forscher um Gilli fanden ein schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie, die etwa 9,9 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das schwarze Loch hat offenbar die Entstehung von Sternen in gleich vier von mindestens sieben benachbarten Galaxien angestoßen.

Schwarzes Loch ist eine starke Röntgen-Quelle

Um das schwarze Loch wirbelt heißes Gas, das Röntgenstrahlung abgibt und das schwarze Loch so zu einer starken Quelle von Röntgenstrahlung macht. Vom schwarzen Loch selbst geht ein gigantischer Strahl energiereicher Teilchen aus, ein Ende des Strahls ist von einer diffusen Röntgenstrahlwolke umgeben, die nach Angaben der Forscher höchstwahrscheinlich aus einer riesigen heißen Gasblase stammt, die durch die Wechselwirkung der energetischen Partikel in dem Strahl mit der umgebenden Materie erwärmt wird.

Diese heiße Blase ist offenbar dafür verantwortlich, dass in benachbarten Galaxien Sterne entstanden. Die Blase dehnte sich aus und fegte durch vier Nachbar-Galaxien des schwarzen Lochs. Die Schockwellen, die dabei entstanden, hätten kühles Gas in den Galaxien komprimiert und zur Bildung von Sternen geführt, so die Forscher.

Vier Galaxien wurden von schwarzem Loch zur Sternenentstehung angeregt

Alle vier Galaxien, die das schwarze Loch zur Sternenentstehung anregte, sind etwa 400.000 Lichtjahre vom Zentrum der Blase entfernt. Die Sternenentstehungs-Rate in den Galaxien ist zwei bis fünf Mal höher als in vergleichbaren Galaxien, so die Forscher. „Wir haben hier den Fall eines schwarzen Lochs, das geholfen hat, Gas in Sterne umzuwandeln. Seine Reichweite ist intergalaktisch“, erklärt Co-Autor Marco Mignoli.

Meistens haben schwarze Löcher negative Auswirkungen auf ihre Umgebung, beispielsweise hemmen sie die Sternentstehung, indem sie zu viel Energie in eine Galaxie abgeben. Das Gas in dieser Galaxie kann dann nicht weit genug abkühlen, um eine große Zahl an Sternen zu bilden. Dass ein schwarzes Loch sich positiv auf seine Umgebung auswirkt ist dagegen weniger üblich.

Schwarze Löcher sind mächtig und tödlich - aber nicht immer

Bisher haben Astronomen zwar Fälle gefunden, in denen ein schwarzes Loch die Sternenenstehung gefördert hat, allerdings war die Rate der Sternentstehung deutlich geringer oder fand nur in einer benachbarten Galaxie in einer Entfernung von 20.000 bis 50.000 Lichtjahren statt. Das geschieht in der Regel, wenn ein schwarzes Loch Materie von sich wegkatapultiert, statt sie einzusaugen.

„Schwarze Löcher haben einen wohlverdienten Ruf: Sie gelten als mächtig und tödlich - aber nicht immer“, sagt ein weiterer Co-Autor der Studie, Alessandro Peca. „Dies ist ein Paradebeispiel dafür, dass sie sich manchmal diesem Stereotyp widersetzen.“

Schwarzes Loch produziert heiße Gasblase - die regt Sternenentstehung an

Insgesamt sechs Beobachtungen mit dem Röntgen-Weltraumteleskop „Chandra“ in einem Zeitraum von fünf Monaten brachten die Forscher zu ihren Erkenntnissen. „Nur wegen dieser Beobachtungen sahen wir die heiße Gasblase, die von dem schwarzen Loch produziert wurde“, so Co-Autor Colin Norman. Würde man ähnliche Objekte beobachten, würde man möglicherweise herausfinden, dass das positive Feedback von schwarzen Löchern üblich ist bei der Formation von Galaxiengruppen, glaubt Norman.

Die Erkenntnisse der Forscher wurden in der Fachzeitschrift „Astronomy and Astrophysics“ veröffentlicht. Werden die Funde der Wissenschaftler bestätigt, handelt es sich um das schwarze Loch mit der größten Reichweite: Bis zu eine Million Lichtjahre Entfernung. „Es ist unglaublich, wenn man sich vorstellt, dass das schwarze Loch einer Galaxie beeinflussen kann, was in anderen Galaxien Millionen und Milliarden Kilometer entfernt passiert“, freut sich Hauptautor Gilli.

Aktuelle Forschung rund um schwarze Löcher

Schwarze Löcher sind immer wieder Thema in der Forschung. Zuletzt haben Wissenschaftler ein stellares schwarzes Loch entdeckt, das eigentlich gar nicht existieren dürfte*: Es hat viel zu viel Masse. Einem anderen schwarzen Loch haben Forscher dabei zugesehen, wie es einen Stern zerrissen hat*. Anderen Forschern ist ein sensationeller Zufallsfund gelungen: Sie haben drei riesige schwarze Löcher auf Kollisionskurs entdeckt. Ist der mysteriöse „Planet 9“ ein schwarzes Loch im Sonnensystem? Darüber spekulieren Forscher. Kürzlich haben Forscher aus Deutschland das massereichste schwarze Loch bisher entdeckt. Ein anderes Forscherteam hat eine Nahrungsquelle schwarzer Löcher im frühen Universum gefunden.

Ein bisher unscheinbares Sternensystem im Sternbild Pfeil ist auf bestem Wege, zu verschmelzen. Forscher haben einen nicht allzu fernen Zeitraum dafür berechnet.

Von Tanja Banner

*fr.de ist Teil der bundesweiten Ippen-Digital-Zentralredaktion.

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