In einer neuen Studie des Astronomen Dr. der University of Central Lancashire vermuteten Astronomen viele Jahre lang, dass Schwarze Löcher Masse annahmen, als ihre Wirtsgalaxien verschmolzen. Jetzt zeigen neue Modellierungstechniken, dass Schwarze Löcher in Spiralgalaxien gezwungen sind, Masse anzunehmen.
"Jüngste Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops (HST) haben gezeigt, dass sich ein Großteil der aktiven galaktischen Kerne (AGN) in isolierten Scheibengalaxien befindet, entgegen der üblichen Erwartung, dass AGN durch Fusionen ausgelöst werden." sagt Debattista. „Hier entwickeln wir einen neuen Test zur kosmischen Entwicklung supermassiver Schwarzer Löcher (SMBHs) in Scheibengalaxien unter Berücksichtigung der lokalen Population von SMBHs. Wir zeigen, dass beim Zusammenbau von Scheiben ein erhebliches SMBH-Wachstum in Spiralgalaxien erforderlich ist. “
Mit einem Gewicht von einer Million bis einer Milliarde Mal so viel wie die Sonne scheinen die Schwarzen Löcher im Kern der meisten Galaxien viel schneller als erwartet zuzunehmen. Dies sind nicht nur Ausnahmen - eher Regeln. Sogar das ruhende Schwarze Loch der Milchstraße könnte alle 3.000 Jahre so viel Masse gewinnen wie die Sonne. Frühere Beobachtungen haben ein Wachstum während Kollisionsereignissen gezeigt, wenn große Mengen an Gas um das Schwarze Loch intensiv heiß werden und als aktiver galaktischer Kern leuchten. Dies ist ein Prozess, der bereits in den ersten Formationen unseres Universums beobachtet werden kann. Diese neuen Simulationen geben jedoch Einblick in das Wachstum in großem Maßstab, ohne dass Gewalt erforderlich ist.
"Die durch Röntgenstrahlen ausgewählte Probe von AGN mit mäßiger Leuchtkraft besteht zu mehr als 50% aus Scheibengalaxien, wobei laufende Fusionen nicht häufiger auftreten als in nicht aktiven Galaxien." erklärt das Forschungsteam. „Einige zeigen, dass selbst stark verdeckte Quasare größtenteils von Festplatten und nicht von Fusionen gehostet werden. Untersuchungen zur Sternentstehung mit Herschel stellen fest, dass sich die spezifischen Sternentstehungsraten von röntgenselektierten AGN-Wirten nicht von denen inaktiver Galaxien unterscheiden, was auch darauf hinweist, dass AGN-Wirte kein grundlegend unterschiedliches Verhalten aufweisen. “
Diese Modellierungstechniken, kombiniert mit aktuellen Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop, bestätigen die Theorie, dass Schwarze Löcher selbst in „ruhigen“ Spiralgalaxien eine signifikante Masse gewinnen können. Tatsächlich besteht die starke Möglichkeit, dass in einigen Spiralgalaxien vorhandene AGNs sogar die Anzahl der Galaxienfusionen übersteigen. Um dieses Konzept noch aufregender zu machen, erwarten Astronomen später in diesem Jahr ein Ereignis in unserer eigenen Galaxie - ein Ereignis, bei dem eine Gaswolke in der Nähe des Kerns der Milchstraße auf unser eigenes zentrales Schwarzes Loch trifft. Voraussagen zufolge kann unser Schwarzes Loch in einem Zeitraum von 10 Jahren bis zu 15 Erdmassen von dieser Wolke aufnehmen.
Dieses Konzept des Wachstums von Schwarzen Löchern ist jedoch nicht ganz neu. Nach anderen Untersuchungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop unter der Leitung von Dr. Stelios Kazantzidis von der Ohio State University und Professor Frank C. van den Bosch von der Yale University hatten sie zuvor die Masseneigenschaften von Schwarzen Löchern ermittelt und Größenvorhersagen getroffen, bei denen die Geschwindigkeit genutzt wurde von Sternen in den Galaxien. In diesem Fall widerlegte das Team frühere Annahmen, dass Schwarze Löcher nicht wachsen konnten, während die Wirtsgalaxie wuchs. Ihr Vergleich von spiralförmigen und elliptischen Galaxien "ergab, dass es keine Diskrepanz zwischen der Größe ihrer schwarzen Löcher gibt." Dies bedeutet, dass Schwarze Löcher an Masse zunehmen würden - sie wachsen mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Galaxie selbst.
„Diese Simulationen zeigen, dass es nicht mehr möglich ist zu argumentieren, dass Schwarze Löcher in Spiralgalaxien nicht effizient wachsen. ”Kommentiert Debattista zu dieser neuen Forschung. "Unsere Simulationen werden es uns ermöglichen, unser Verständnis darüber zu verfeinern, wie Schwarze Löcher in verschiedenen Arten von Galaxien gewachsen sind."
