Posted in: Galaxien 4. März 2009 19:00 Weiter lesen →

Tanz der Giganten

Grafik zeigt zwei gleißend helle Kugeln, umgeben von leuchtenden GasstrudelnGroße Galaxien gehen vermutlich aus der Verschmelzung kleinerer Galaxien hervor. Einen starken Beleg für diese Theorie haben zwei amerikanische Astronomen möglicherweise gefunden. Eine ferne Galaxie scheint zwei gewaltige Schwarze Löcher, gewissermaßen zwei Galaxienkerne, zu beherbergen, die sich gegenseitig umkreisen.

Grafik: P. Marenfeld, NOAO

Die beiden Schwarzen Löcher besitzen Massen von vielen Millionen Sonnen. Gleichzeitig sind sie einander so nahe, dass sie für eine Umkreisung nur wenige Hundert Jahre benötigen, fanden Todd Boroson und Tod Lauer vom National Optical Astronomy Observatory in Tucson, Arizona. Die beiden Forscher präsentieren ihre Resultate im Magazin „Nature“.

Bei der Verschmelzung zweier Galaxien sollten sich die zugehörigen supermassereichen Schwarzen Löcher zunächst umkreisen und dabei allmählich näher kommen, um sich schließlich unter Aussendung von Gravitationswellen zu vereinigen. Bislang habe es aber nur relativ vage Hinweise auf solche Binärsysteme gegeben, so Boroson und Lauer.

Die beiden Forscher entwickelten eine statistische Methode, um die Spektren von Galaxien auf ungewöhnliche Merkmale hin zu untersuchen. Bei der Analyse von mehr als 17.000 Lichtspektren, die im Rahmen einer großen Himmelsdurchmusterung aufgenommen worden waren, stach ein Objekt mit der Kurzbezeichnung J1536+0441 besonders hervor. Gemessen an zwei Sätzen stark verschmierter Spektrallinien, scheint die Galaxie zwei „Kerne“ zu enthalten, die jeweils von einem Strudel leuchtenden Gases umgeben sind und sich – relativ zur Erde – mit einem Geschwindigkeitsunterschied von 3.500 Kilometern pro Sekunde bewegen.

Anhand der Stärke der Spektrallinien schätzen die Forscher, dass die beiden Kerne etwa 20 bzw. 800 Millionen Sonnenmassen besitzen und höchstens ein Lichtjahr voneinander getrennt sind – weniger als ein Viertel des Abstandes der Sonne von ihrem nächsten Nachbarstern.

Laut Boroson und Lauer muss ihre Interpretation, dass es sich um ein Paar supermassereicher Schwarzer Löcher als Produkt einer galaktischen Verschmelzung handelt, noch durch weitere Beobachtungen überprüft werden. Jon Miller von der University of Michigan wertet die ungewöhnliche Galaxie schon jetzt „als wichtige Bestätigung der Theorie des hierarchischen Strukturwachstums im Universum“.

Forschung: Todd A. Boroson und Tod R. Lauer, National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Arizona

Veröffentlichung Nature, Vol. 458, 5. März 2009, pp 53-5, DOI 10.1038/nature07779

WWW:
National Optical Astronomy Observatory
Supermassive Black Holes
Sloan Digital Sky Survey
Dopplereffekt

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Heimliche Quasare
Galaktische 4er-Kollision


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5 Kommentare zu "Tanz der Giganten"

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  1. Dr. Volker Korbel sagt:

    Sehr interessanter Artikel, braucht unbedingt, wie bei so wichtigen Ergebnissen notwendig, Bestätigung durch eine weitere unabhängige Beobachtung. Bei Verschnelzung der beiden schwarzen Löcher muß genügend Gravitationswellenenergie abgestrahlt werden, um die Gravitationswellendetektoren zum Ansprechen zu bringen. Machen die Autoren dazu Berechnungen??

  2. Meinke sagt:

    Hallo, Herr Dr. Korbel. Vielen Dank für Ihren Kommentar! Boroson und Lauer schreiben, dass die beiden Schwarzen Löcher zwar die Schwelle des „final parsec“ überschritten haben dürften, die Zeitskala für die Verschmelzung aber sehr empfindlich von der Umlaufgeschwindigkeit abhänge. Für letztere kann derzeit nur ein Mindestwert angegeben werden, da die Orientierung der Bahnebene (noch) nicht bekannt ist. Miller erwähnt in seinem Kommentar lediglich, dass das geplante Gravitationswellen-Interferometer LISA angesichts einer Trefferquote von 1 Binärsystem in 17.500 Quasaren möglicherweise weniger Verschmelzungen registrieren wird als erhofft. Ob wohl auch GEO600 oder LIGO genügend empfindlich für ein Ereignis dieser Größenordnung wären? Ich werde mich mal erkundigen.

  3. Meinke sagt:

    Das ging flott: Herr Dr. Aufmuth vom Albert-Einstein-Institut Hannover war so freundlich, auf meine Anfrage zu antworten. Vielen Dank!

    GEO600 und LIGO können demnach am ehesten Gravitationswellen nachweisen, die Binärsysteme aus Neutronensternen oder stellaren Schwarzen Löchern in den letzten Minunten vor der Verschmelzung aussenden. Die Reichweite liegt derzeit bei etwa 15 Megaparsec (knapp 50 Mio. Lichtjahre) und ab 2013 mit Advanced LIGO bei etwa 200 Mpc (rund 650 Mio. Lichtjahre). Der im Nature-Artikel beschriebene Quasar ist mehrere Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.

    Damit nicht genug, haben Gravitationswellen von Systemen aus supermassiven Schwarzen Löchern Frequenzen im Millihertz-Bereich, der von seismischen Störungen „völlig zugeschüttet“ wird. Für irdische Instrumente sind solche Signale also kaum nachweisbar – sehr wohl aber für das Weltrauminterferometer LISA, das 2019 gestartet werden soll (http://sci.esa.int/lisa).

  4. kKlaus Lang sagt:

    Hallo!
    As Laie möchte ich fragen, ob die Kurzbezeichnis des Objekts wirklich korrekt ist.
    Müsste es nicht SDSS J153636.22+044127.0 oder 2MASS J15363622+0441270 heißen?

  5. Meinke sagt:

    Hallo, Herr Lang, in dem Fachartikel wird J1536+0441 als Kurzform von SDSS J153636.22+044127.0 benutzt. (In unserem Bericht hatte sich bei der zweiten Koordinate eine zusätzliche Null eingeschlichen (also „00441“), ich habe das korrigiert. Vielen Dank für Ihren Hinweis!