Studie: Aktive Schwarze Löcher können Sternentstehung fördern

Eine am 15. September im The Astrophysical Journal veröffentlichte Studie hat ergeben, dass supermassereiche Schwarze Löcher, die aktiv Materie aufnehmen, zur Sternentstehung in ihren Wirtsgalaxien beitragen könnten, anstatt sie zu unterdrücken. Dies stellt eine weit verbreitete Ansicht über die Entwicklung von Galaxien infrage.

Forscher unter der Leitung von Peixin Zhu, einem Doktoranden am Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, untersuchten neun nahegelegene Galaxien mit dem Instrument Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte. In allen neun Galaxien identifizierte das Team sternbildende Ringe in Entfernungen von etwa 0,8 bis 6 Kiloparsec vom galaktischen Zentrum sowie kegelförmige Regionen aus ionisiertem Gas und schnelle Schockwellen, die entstehen, wenn Energieausflüsse aus dem Schwarzen Loch mit umgebendem Gas kollidierenphys+1.

Ein gemeinsames Muster zeichnet sich ab

Die Studie verwendete eine neue dreidimensionale Diagnosetechnik, um drei verschiedene Phänomene zu trennen: Sternentstehung, Strahlung des aktiven Schwarzen Lochs und Anregung durch Schocks. Ein konsistentes Ergebnis stach in der gesamten Stichprobe hervor.

"Das interessanteste Phänomen bei den Schocks ist, dass sie immer senkrecht zu den Ausflüssen des Schwarzen Lochs verlaufen", sagte Zhu. "Es ist sehr verbreitet, und wir sehen es konsistent in allen neun Galaxien auftreten."phys

Die Interpretation des Teams wurde unabhängig durch Beobachtungen des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA gestützt.starlust+1

"Wir sehen, dass Schwarze Löcher nicht nur Material in den Zentren von Galaxien verzehren, sondern ihre Umgebung aktiv umgestalten", sagte Lisa Kewley, Astrophysikerin und Direktorin des Center for Astrophysics, die Zhu bei der Forschung betreute. "Diese Arbeit hilft uns, einen komplexen Rückkopplungszyklus zu verstehen, der eine wichtige Rolle bei der Galaxienentwicklung spielt."cfa.harvard

Überdenken der AGN-Rückkopplung

Die vorherrschende Theorie der AGN-Rückkopplung besagt, dass die von akkretierenden supermassereichen Schwarzen Löchern freigesetzte Energie Gas aus der umgebenden Galaxie erhitzt oder vertreibt und so die Sternentstehung stoppt. Eine separate Studie, die im März veröffentlicht wurde, ergab, dass Quasare die Sternentstehung in benachbarten Galaxien in Millionen Lichtjahren Entfernung unterdrücken können. Die neuen Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Beziehung nuancierter ist, wobei die Aktivität des Schwarzen Lochs gleichzeitig Ausflüsse antreibt und Bedingungen für die Entstehung neuer Sterne schafft.sciencedaily

"Sobald wir sie auflösen konnten, sahen wir, dass sie nicht nur Dinge akkretieren, sondern auch Dinge ausstoßen", sagte Zhu. "Die Injektion und die Akkretion sind miteinander verknüpft."phys

Die Ergebnisse, die auf theoretischen Modellen basieren, die Zhu zusammen mit Kewley und Ralph Sutherland von der Australian National University entwickelt hat, zeigen, dass aktiv wachsende Schwarze Löcher in einen komplexen Zyklus aus Akkretion, Ausfluss und Wechselwirkung mit ihren Wirtsgalaxien eingebunden sind – ein Zyklus, den Standardmethoden allein möglicherweise nicht vollständig erfassen können.arxiv+1