Astronomen entdecken ein Schwarzes Loch, das seine Heimatgalaxie „aushungern“ lässt

Astronomen nutzten das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation, um zu bestätigen, dass supermassereiche Schwarze Löcher den Wirtsgalaxien den Treibstoff entziehen können, den sie zur Bildung neuer Sterne benötigen. Ergebnisse Es wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Natürliche Astronomie.

Das internationale Team unter der gemeinsamen Leitung der Universität Cambridge nutzte das Webb-Teleskop, um eine Galaxie von etwa der Größe der Milchstraße im frühen Universum, etwa zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall, zu beobachten. Wie die meisten großen Galaxien hat sie in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch. Diese Galaxie ist jedoch im Wesentlichen „tot“: Sie hat größtenteils aufgehört, neue Sterne zu bilden.

Dr. Francesco DiEugenio, Co-Autor der Studie vom Kavli Institute of Cosmology in Cambridge, sagte: „Aufgrund früherer Beobachtungen wussten wir, dass sich diese Galaxie in einem erloschenen Zustand befand: Aufgrund ihrer Größe bildet sie nicht viele Sterne Wir erwarten einen Zusammenhang zwischen dem Schwarzen Loch und dem Ende seiner Entstehung „Die Sterne.“

„Bis zum Aufkommen des Webb-Teleskops konnten wir diese Galaxie jedoch nicht detailliert genug untersuchen, um diesen Zusammenhang zu bestätigen, und wir wissen noch nicht, ob dieser erloschene Zustand vorübergehend oder dauerhaft ist.“

Diese Galaxie, offiziell GS-10578 genannt, aber nach dem Kollegen, der sie im Detail beobachten wollte, auch „Pablo-Galaxie“ genannt, ist in dieser frühen Phase des Universums massereich: Ihre Gesamtmasse beträgt etwa 200 Milliarden Mal die Masse unserer Sonne. und die meisten seiner Sterne entstanden vor 12,5 bis 11,5 Milliarden Jahren.

Der Co-Autor der Studie, Professor Roberto Maiolino vom Kavli-Institut für Kosmologie, sagte: „Im frühen Universum bildeten die meisten Galaxien viele Sterne, daher ist es interessant, in dieser Zeitspanne eine so massereiche tote Galaxie zu sehen.“ Es hatte Zeit. „Genug, um diese enorme Größe zu erreichen. Jeder Prozess, der die Sternentstehung stoppt, würde wahrscheinlich relativ schnell ablaufen.“

Mithilfe des Webb-Teleskops entdeckten Forscher, dass diese Galaxie große Mengen Gas mit Geschwindigkeiten von bis zu etwa 1.000 Kilometern pro Sekunde ausstößt, was schnell genug ist, um der Schwerkraft der Galaxie zu entkommen. Das Schwarze Loch verdrängt diese schnellen Winde aus der Galaxie.

Wie andere Galaxien, in denen sich Schwarze Löcher ansammeln, gibt es in der Pablo-Galaxie schnelle Winde aus heißem Gas, aber diese Gaswolken sind dünn und haben eine geringe Masse. Webb entdeckte eine neue Komponente des Windes, die mit früheren Teleskopen nicht beobachtet werden konnte. Dieses Gas ist kälter, also dichter, und vor allem strahlt es kein Licht aus. Mit seiner überragenden Empfindlichkeit kann das Webb-Observatorium diese dunklen Gaswolken erkennen, da sie einen Teil des Lichts der dahinter liegenden Galaxie blockieren.

Die aus der Galaxie ausgestoßene Gasmasse ist größer als das, was die Galaxie benötigt, um weiterhin neue Sterne zu bilden. Im Grunde lässt das Schwarze Loch die Galaxie verhungern.

„Wir haben den Schuldigen gefunden. Das Schwarze Loch tötet diese Galaxie und hält sie inaktiv, indem es die Nahrungsquelle abschneidet, die die Galaxie benötigt, um neue Sterne zu bilden“, sagte DiEugenio.

Obwohl frühere theoretische Modelle vorhersagten, dass Schwarze Löcher diesen Effekt auf Galaxien haben würden, konnte dieser Effekt vor Webb nicht direkt nachgewiesen werden.

Frühere Modelle hatten vorhergesagt, dass das Ende der Sternentstehung heftige, turbulente Auswirkungen auf Galaxien hat und dabei ihre Form zerstört. Aber die Sterne in dieser scheibenförmigen Galaxie bewegen sich immer noch in geordneter Weise, was darauf hindeutet, dass dies nicht immer der Fall ist.

„Wir wussten, dass Schwarze Löcher einen massiven Einfluss auf Galaxien haben und im Allgemeinen sogar die Sternentstehung stoppen können, aber bis zum Aufkommen des Webb-Teleskops konnten wir dies nicht direkt bestätigen“, sagte Maiolino. „Auch auf diese Weise stellt das Webb-Teleskop einen großen Fortschritt in Bezug auf unsere Fähigkeit dar, das frühe Universum und seine Entwicklung zu untersuchen.“

Neue Beobachtungen mit dem Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), das auf die kältesten und dunkelsten Gaskomponenten in der Galaxie zielt, werden uns mehr darüber verraten, ob und wo in dieser Galaxie noch Treibstoff für die Sternentstehung verborgen ist und was das ist Die Auswirkungen des Lochs könnten zu massiver Schwärze in der Region um die Galaxie führen.