Einem internationalen Forscherteam ist es laut einer aktuellen Studie erstmals gelungen, die Emission warmer Gase aus einem aktiven Schwarzen Loch zu beobachten Veröffentlicht im Magazin natürliche Astronomie.

Das Team sah seltsame Strukturen, die Rauchströmen ähnelten, die während Vulkanausbrüchen auf der Erde zu sehen waren, die über hundert Millionen Jahre auf unvorstellbare Höhen anwuchsen.

LOFAR entdeckt massive intergalaktische Effekte eines supermassiven Schwarzen Lochs

Die Studie hat ein galaktisches System namens Nest200047 geschärft, eine Gruppe von etwa 20 Galaxien, die etwa 200 Millionen Lichtjahre entfernt sind. Die Zentralgalaxie dieses entfernten Systems enthält aktives schwarzes Loch, umgeben von vielen Gasblasenpaaren unterschiedlichen Alters, einigen ungeklärten Magnetfeldsträngen und vor allem relativistischen Teilchen in der speziellen Relativitätstheorie, die sich über eine unglaubliche Entfernung von Tausenden von Lichtjahren dehnen können. Die neuen Beobachtungen erfolgten dank des LOw Frequency ARray (LOFAR), dem weltweit größten Niederfrequenz-Radioteleskop. LOFAR kann Strahlung von den ältesten Elektronen einfangen, die die aktuelle Technologie erkennen kann.

LOFAR wurde in Zusammenarbeit von neun europäischen Nationen entwickelt und ermöglichte es Forschern, in kosmischer Größenordnung in eine ähnliche moderne Ära zurückzugehen: vor 100 Millionen Jahren. Damit konnten die Forscher untersuchen, was dieses supermassive Schwarze Loch lange Zeit im Zentrum von NEST200047 gemacht hatte. „Unsere Untersuchung zeigt, wie sich Gasblasen, die von einem Schwarzen Loch beschleunigt werden, in Echtzeit ausdehnen und verschieben“, sagt Marisa Brinza, Forscherin an der Universität Bologna und Erstautorin der Studie. „Tatsächlich erzeugen sie erstaunliche pilzförmige Strukturen, Ringe und Filamente, die denen ähneln, die bei einem mächtigen Vulkanausbruch auf dem Planeten Erde entstehen.“

Supermassereiche Schwarze Löcher haben einen größeren Einfluss als die Wirtsgalaxien

Im Zentrum jeder Galaxie entsteht ein supermassereiches Schwarzes Loch. Die Aktivität dieses zentralen Schwarzen Lochs bestimmt direkt die Entwicklung der Galaxie und notwendigerweise intergalaktische Region umgeben. Forscher versuchen seit Jahren herauszufinden, wie und mit welcher Geschwindigkeit das Verhalten dieser zentralen Schwarzen Löcher intergalaktische Effekte erzeugt. In einer aktiven Phase verbrauchen diese Schwarzen Löcher alle Anomalien in unmittelbarer Nähe des galaktischen Zentrums, und wenn dies geschieht, wird eine enorme Menge an Energie freigesetzt. Manchmal nimmt diese Energie die Form von Strömen an, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und Radiowellen erzeugen. Diese Strömungen können auch zur Bildung von Partikelblasen sowie zu riesigen Magnetfeldern führen, die das galaktische Medium der Umgebung erhitzen und verändern können.

Solche sich ausdehnenden Wärmeblasen haben einen großen Einfluss auf die Beschaffenheit des intergalaktischen Mediums und damit auf die Geschwindigkeit der Sternentstehung. Diese kürzlich durchgeführte Studie zeigt, dass aktive Schwarze Löcher diese Prozesse in einer Größenordnung beeinflussen können, die 100-mal größer ist als die der Wirtsgalaxie selbst, und dass dieser massive Effekt Hunderte von Millionen Jahren andauern kann. „LOFAR hat uns einen einzigartigen Einblick in die Aktivität von Schwarzen Löchern und ihre Auswirkungen auf die sie umgebende Umwelt gegeben“, sagte Professorin Annalisa Bonafide von der Universität Bologna, die auch Autorin der Studie und Mitglied des INAF ist. „Unsere Beobachtungen von Nest200047 zeigen entscheidend, wie sehr alte Magnetfelder und Teilchen, die von Schwarzen Löchern beschleunigt und damit altern, eine Rolle bei der Übertragung von Energie in die äußeren Regionen von Galaxienhaufen spielen.“ Eines Tages können wir aufgrund dieser Daten die Natur der magnetischen Filamente enthüllen, indem wir Daten von LOFAR International-Stationen mit Winkelauflösung desselben Radioteleskops zusammenführen. Das bringt uns einem besseren Verständnis einen Schritt näher Die stärkste Kraft im Universum.