Schwarze Löcher scheinen unserem Verständnis zu trotzen und widersprechen dem konventionellen Verständnis. Während diese neue Erkenntnis dem widerspricht, was Astronomen jahrzehntelang gedacht hatten, hilft sie auch dabei, ein Rätsel zu lösen, warum einige Schwarze Löcher überhaupt keine Jets haben.
Leistungsstarke Jets strömen aus den Akkretionsscheiben, die sich um viele supermassereiche Schwarze Löcher drehen. Die Schwarzen Löcher können sich entweder in die gleiche Richtung wie die Scheiben drehen, die als progressive schwarze Löcher bezeichnet werden, oder gegen den Fluss - die retrograden schwarzen Löcher. Jahrzehntelang dachten Astronomen, je schneller sich das Schwarze Loch dreht, desto stärker sei der Jet. Es gab jedoch Probleme mit diesem „Spin-Paradigma“ -Modell. Zum Beispiel wurden einige progressive schwarze Löcher ohne Jets gefunden.
Der theoretische Astrophysiker David Garofalo und seine Kollegen haben jahrelang die Bewegung von Schwarzen Löchern untersucht und in früheren Arbeiten vorgeschlagen, dass die rückwärtigen oder rückläufigen Schwarzen Löcher die stärksten Jets ausspucken, während die progressiven Schwarzen Löcher schwächere oder keine Jets haben .
Ihre neue Studie verknüpft ihre Theorie mit Beobachtungen von Galaxien über die Zeit oder in unterschiedlichen Entfernungen von der Erde. Sie betrachteten sowohl "radio-laute" Galaxien mit Jets als auch "radio-leise" Galaxien mit schwachen oder keinen Jets. Der Begriff „Radio“ kommt von der Tatsache, dass diese speziellen Jets Lichtstrahlen meist in Form von Radiowellen ausstoßen.
Die Ergebnisse zeigten, dass weiter entfernte radioaktive Galaxien von retrograden Schwarzen Löchern angetrieben werden, während relativ nähere radioaktive Objekte progressive Schwarze Löcher aufweisen. Laut dem Team entwickeln sich die supermassiven Schwarzen Löcher im Laufe der Zeit von einem retrograden zu einem progressiven Zustand.
"Dieses neue Modell löst auch ein Paradoxon im alten Spin-Paradigma", sagte David Meier, ein theoretischer Astrophysiker am JPL, der nicht an der Studie beteiligt war. "Jetzt passt alles gut zusammen."
Die Wissenschaftler sagen, dass die rückwärtigen Schwarzen Löcher stärkere Jets abschießen, weil zwischen dem Schwarzen Loch und dem inneren Rand der umlaufenden Scheibe mehr Platz ist. Diese Lücke bietet mehr Raum für den Aufbau von Magnetfeldern, die die Jets befeuern, eine Idee, die nach dem theoretischen Astrophysiker Chris Reynolds von der University of Maryland, College Park, als Reynolds-Vermutung bekannt ist.
"Wenn Sie sich vorstellen, einem Lüfter näher zu kommen, können Sie sich vorstellen, dass eine Bewegung in die gleiche Drehrichtung wie der Lüfter die Sache einfacher machen würde", sagte Garofalo. „Das gleiche Prinzip gilt für diese Schwarzen Löcher. Das Material, das in einer Scheibe um sie kreist, kommt denjenigen näher, die sich in die gleiche Richtung drehen, und denjenigen, die sich in die entgegengesetzte Richtung drehen. “
Jets und Winde spielen eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung des Schicksals von Galaxien. Einige Untersuchungen zeigen, dass Jets die Bildung von Sternen nicht nur in einer Wirtsgalaxie selbst, sondern auch in anderen nahe gelegenen Galaxien verlangsamen und sogar verhindern können.
"Jets transportieren große Mengen an Energie an den Rand von Galaxien, verdrängen große Mengen des intergalaktischen Gases und wirken als Rückkopplungsmittel zwischen dem Zentrum der Galaxie und der großräumigen Umgebung", sagte Teammitglied Rita M. Sambruna von Goddard Space Flugzentrum. "Das Verständnis ihrer Herkunft ist für die moderne Astrophysik von größtem Interesse."
Das Papier des Teams wurde in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society vom 27. Mai veröffentlicht.
Quelle: JPL
