In der Weite des Universums erinnern uns einige Entdeckungen daran, wie viel wir noch zu lernen haben. Eine kürzliche Studie über Cosmic Horseshoe, ein Phänomen der Gravitationslinse, ist ein beeindruckendes Beispiel dafür.
Cosmic Horseshoe, das 2007 entdeckt wurde, ist ein System, in dem eine massereiche Galaxie im Vordergrund das Licht einer entfernten Galaxie verzerrt und verstärkt, wodurch ein nahezu perfekter Einstein-Ring entsteht. Diese seltene Konfiguration bietet ein einzigartiges Fenster zu den Eigenschaften der beteiligten Galaxien.
Cosmic Horseshoe, zeigt den durch die Gravitationslinse gebildeten Einstein-Ring.
Credit: NASA/ESA/Hubble
Ein Forscherteam unter der Leitung von Carlos Melo-Carneiro hat die Anwesenheit eines ultramassiven Schwarzen Lochs im Herzen der Linsengalaxie, die den Einstein-Ring LRG 3-757 bildet, enthüllt. Mit einer geschätzten Masse von 36 Milliarden Mal der Sonne stellt dieses Schwarze Loch die aktuellen Erwartungen und Modelle auf den Kopf.
Ultramassive Schwarze Löcher, obwohl schlecht definiert, werden allgemein als solche mit einer Masse von mehr als 5 Milliarden Mal der unserer Sonne betrachtet. Ihre Entdeckung in Galaxien wie LRG 3-757 wirft Fragen zu ihrer Entstehung und Entwicklung auf.
Die MBH-sigmae-Beziehung, die die Masse supermassiver Schwarzer Löcher mit der Geschwindigkeitsdispersion der Sterne in ihrer Wirtsgalaxie verbindet, ist ein wertvolles Werkzeug für Astronomen. Das Schwarze Loch von Cosmic Horseshoe weicht jedoch signifikant von dieser Beziehung ab, was auf unterschiedliche evolutionäre Prozesse hindeutet.
Mehrere Hypothesen werden vorgebracht, um diese Abweichung zu erklären, darunter vergangene Galaxienverschmelzungen oder Rückkopplungseffekte aktiver galaktischer Kerne. Diese Szenarien könnten erklären, wie das Schwarze Loch eine solche Masse erreichen konnte, ohne eine entsprechende stellare Geschwindigkeitsdispersion.
Zukünftige Missionen wie Euclid und das Extremely Large Telescope versprechen, unser Verständnis dieser kosmischen Giganten zu erweitern. Diese Werkzeuge werden es ermöglichen, Tausende von Gravitationslinsen detailliert zu untersuchen und neue Einblicke in die Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern zu bieten.
Diese Studie, veröffentlicht auf
arXiv, ebnet den Weg für ein besseres Verständnis der massereichsten Schwarzen Löcher des Universums und ihrer Rolle in der kosmischen Evolution.
Was ist eine Gravitationslinse?
Eine Gravitationslinse ist ein Phänomen, bei dem das Licht eines entfernten Objekts durch die Gravitation eines massiven Objekts, das sich zwischen diesem Objekt und dem Beobachter befindet, abgelenkt und verstärkt wird. Dieses Phänomen, das von der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins vorhergesagt wurde, ermöglicht es Astronomen, sehr entfernte Objekte zu untersuchen, die sonst unsichtbar wären.
Die Verzerrung des Lichts kann multiple Bilder, Bögen oder sogar vollständige Ringe erzeugen, wie im Fall von Cosmic Horseshoe. Diese Effekte werden unter anderem verwendet, um die Massen der linsenbildenden Objekte zu messen und die Verteilung der dunklen Materie im Universum zu untersuchen.
Gravitationslinsen sind auch wertvolle Werkzeuge, um Gravitationstheorien zu testen und das Universum in fernen Epochen zu erforschen. Sie haben die Entdeckung sehr alter Galaxien ermöglicht und die Expansion des Universums untersucht.
Wie misst man die Masse eines Schwarzen Lochs?
Die Masse eines supermassiven Schwarzen Lochs wird oft geschätzt, indem man die Bewegung der Sterne oder des Gases um es herum beobachtet. In entfernten Galaxien, wo diese direkten Beobachtungen schwierig sind, verwenden Astronomen empirische Beziehungen wie die MBH-sigmae-Beziehung.
Diese Beziehung verbindet die Masse des Schwarzen Lochs mit der Geschwindigkeitsdispersion der Sterne im galaktischen Bulge. Eine hohe Geschwindigkeitsdispersion deutet normalerweise auf ein massiveres Schwarzes Loch hin. Diese Methode hat jedoch ihre Grenzen, wie der Fall des ultramassiven Schwarzen Lochs von Cosmic Horseshoe zeigt.
Andere Methoden umfassen die Beobachtung von Akkretionsscheiben oder Jets, die von aktiven Schwarzen Löchern ausgestoßen werden. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile, und Astronomen kombinieren oft mehrere Techniken, um die genauesten Schätzungen zu erhalten.
Quelle: arXiv