Eine neue Studie hat das Vorhandensein eines seltenen „missing link“-Schwarzen Lochs im nächsten großen galaktischen Nachbarn, der Milchstraße, enthüllt.
Astronomen sagen, dass das Schwarze Loch eine „mittlere Masse“ hat, die dritte seltene Art von Schwarzen Löchern, die erst kürzlich aufgetreten ist.
Das Schwarze Loch wurde als „anders als alle anderen“ beschrieben, da es in einem Sternhaufen namens B023-G078 in der Andromeda-Galaxie gefunden wurde.
Die Andromeda-Galaxie, bekannt als Messier 31 oder M31, ist die nächste große Spiralgalaxie unserer Galaxie, der Milchstraße.
Dieses neu entdeckte Schwarze Loch hat eine 100.000-mal größere Masse als unsere Sonne und ist damit kleiner als die Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien (supermassereiche Schwarze Löcher), aber größer als die Schwarzen Löcher, die entstehen, wenn Sterne explodieren (stellare Schwarze Löcher). .
Eine Theorie besagt, dass Schwarze Löcher mittlerer Masse die Keime sein könnten, aus denen supermassereiche Schwarze Löcher wachsen.
Das Schwarze Loch wurde versteckt in B023-G078 gefunden, einem massiven Sternhaufen in Andromeda mit einer Sonnenmasse von 6,2 Millionen. Das linke Feld zeigt ein großformatiges Bild von M31 mit dem roten Kästchen und dem Einschub, der die Position und das Bild von B023-G78 zeigt, wo das Schwarze Loch gefunden wurde
Andromeda ist die der Milchstraße am nächsten gelegene große Galaxie. Das diffuse Licht von Andromeda wird durch die Hunderte von Milliarden Sternen verursacht, aus denen es besteht. Die vielen unterschiedlichen Sterne, die das Bild von Andromeda umgeben, sind eigentlich Sterne in unserer Galaxie vor dem Hintergrundobjekt
Die neue Studie, erschienen in Astrophysikalische Zeitschriftbasierend auf Daten des Integrated Near Infrared Field Spectrometer (NIFS) am Gemini North Telescope in Hawaii.
Astronomen messen die Masse eines Schwarzen Lochs, indem sie die Bewegung von Gas und Staub verfolgen, die es umkreisen.
Dies kann bei vielen Wellenlängen erfolgen, z. B. bei der Messung der Positionen von Sternen, die in der Nähe eines Schwarzen Lochs bei optischen Wellenlängen kreisen.
Studienautor Anil Seth, außerordentlicher Professor für Astronomie an der University of Utah, sagte, die Entdeckung fülle eine Lücke zwischen den bekannten großen und sehr kleinen Schwarzen Löchern.
„Wir haben sehr gute Entdeckungen der größten Schwarzen Löcher mit Sternmassen, die bis zu 100 Mal so groß sind wie unsere Sonne, und supermassive Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien, die millionenfach so groß sind wie unsere Sonne“, sagte er.
Aber es gibt keine schwarzen Messungen zwischen diesen – das ist eine riesige Lücke. Diese Entdeckung füllt die Lücke.
Die Studie basierte auf Daten des Integrated Near Infrared Field Spectrometer (NIFS, im Bild) am Gemini North Telescope auf Hawaii.
Die rechte Seite dieses Bildes zeigt das Gemini-Observatorium auf der Spitze des Vulkans Mauna Kea. Im Hintergrund Teleskop Kanada Frankreich Hawaii
Das Schwarze Loch wurde versteckt in B023-G078 gefunden, einem massiven Sternhaufen in Andromeda mit einer Sonnenmasse von 6,2 Millionen.
Lange Zeit für einen Kugelsternhaufen gehalten, haben Forscher argumentiert, dass B023-G078 stattdessen ein nackter Kern ist – der Überrest einer kleinen Galaxie, die in eine größere fiel und deren äußere Sterne durch Gravitationskräfte abgestreift wurden.
Was bleibt, ist ein kleiner, dichter Kern, der die größere Galaxie umkreist, und in der Mitte dieses Kerns ein Schwarzes Loch.
„Zuvor haben wir supermassereiche Schwarze Löcher in massiven, abstrakten Kernen gefunden, die viel größer als B023-G078 sind“, sagte Hauptautorin Renuka Pichetti von der Liverpool John Moores University.
Wir wussten, dass kleinere Schwarze Löcher in massearmen Kernen existieren müssen, aber es gab absolut keinen direkten Beweis.
„Ich denke, das ist ein sehr klarer Fall, dass wir endlich eines dieser Dinge gefunden haben.“
Der sphärische Cluster hat ein charakteristisches optisches Profil der gleichen Form in der Nähe des Zentrums wie in den äußeren Bereichen.
Aber B023-G078 ist anders – das Licht in der Mitte ist runder und bewegt sich dann flacher nach außen.
Auch die chemische Zusammensetzung der Sterne ändert sich, wobei die Sterne im Zentrum mehr schwere Elemente aufweisen als am Rand des Objekts.
„Globale Sternhaufen bilden sich im Wesentlichen gleichzeitig“, sagte Professor Seth.
Im Gegensatz dazu können diese nackten Kerne häufig Formationsringe enthalten, in denen Gas in das Zentrum der Galaxie fällt und Sterne bildet.
Andere Sternhaufen können durch die Gravitationskräfte der Galaxie ins Zentrum gezogen werden.
Es ist eine Art Ödland für eine Menge verschiedener Dinge. Sterne in nackten Kernen werden also komplexer sein als in Kugelsternhaufen. Und das haben wir in B023-G078 gesehen.
Die Forscher hoffen, weitere nackte Kerne zu entdecken, die möglicherweise Schwarze Löcher mittlerer Masse enthalten.
Im September 2020 gaben Forscher in Australien, die im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit zur Untersuchung von Gravitationswellen arbeiten, die erste direkte Beobachtung eines Schwarzen Lochs mittlerer Masse bekannt.
Es ist etwa 150-mal schwerer als unsere Sonne und entstand aus der Verschmelzung zweier kleinerer (aber immer noch extrem großer) Schwarzer Löcher in 17 Milliarden Lichtjahren Entfernung.
