Ein internationales Astronomenteam hat ein Schwarzes Loch entdeckt, das die Grundlagen derzeitiger Theorien und Modelle der Galaxienentwicklung in Frage stellt. Mit 17 Milliarden Sonnenmassen ist das Schwarze Loch im Vergleich zur Masse seiner Heimatgalaxie deutlich massereicher, als es diese Modelle vorhersagen. Es könnte sogar das massereichste bislang bekannte Schwarze Loch überhaupt sein.
Galaxie
© NASA / ESA / Andrew C. Fabian / Remco C. E. van den Bosch (MPIA) Aufnahme der Scheibengalaxie NGC 1277 mit dem Weltraumteleskop Hubble. Das Zentrum dieser kleinen, abgeflachten Galaxie enthält eines der massereichsten Schwarzen Löcher, das jemals gefunden wurde.
Heidelberg (Deutschland) - Laut den gängigen Theorien zur Galaxienentstehung sollte jede Galaxie in ihrer Zentralregion ein sogenanntes supermassereiches Schwarzes Loch aufweisen: ein Schwarzes Loch mit einer Masse zwischen einigen hunderttausend und Milliarden von Sonnenmassen. Das am besten untersuchte Exemplar mit rund vier Millionen Sonnenmassen sitzt im Zentrum unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße.

Bisherige Untersuchungen der Massen von Galaxien und ihrer Schwarzen Löcher hatten bislang eine direkte Verbindung zwischen der Masse des zentralen Schwarzen Lochs einer Galaxie und der Masse ihrer Sterne aufgezeigt. Demnach kommt das Schwarze Loch dabei in der Regel nur auf einen winzigen Bruchteil der Gesamtmasse der Galaxie.

Wie das Astronomenteam um Remco van den Bosch vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) aktuell im Fachjournal Nature berichtet, ist es nun mit Hilfe von Beobachtungen mit dem Hobby-Eberly Telescope und archivierten Bildern des Weltraumteleskops Hubble jedoch gelungen, ein supermassereiches Schwarzes Loch ausfindig zu machen, das diese allgemein akzeptierte Beziehung zwischen Schwarzloch- und Galaxienmasse ins Wanken bringen könnte - eine Beziehung, die zugleich aber auch eine wichtige Rolle in allen derzeit gängigen Modellen der Galaxienentwicklung spielt.
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© David W. Hogg, Michael Blanton und the SDSS CollaborationNGC 1277 (s. Fadenkreuz) ist Teil des Perseus-Galaxienhaufens, der mit einem Abstand von 250 Millionen Lichtjahren einer der erdnächsten Galaxienhaufen ist. Alle in diesem Bild sichtbaren elliptischen und rundlichen gelblichen Galaxien sind Teil des Haufens. Im Vergleich mit den anderen Haufenmitgliedern ist NGC 1277 vergleichsweise kompakt.
"Mit 17 Milliarden Sonnenmassen könnte das neuentdeckte Schwarze Loch im Zentrum der Scheibengalaxie NGC 1277 sogar das größte überhaupt bekannte Schwarze Loch sein", erläutert die Pressemitteilung des MPIA. "Die Masse des derzeitigen Rekordhalters wird auf zwischen 6 und 37 Milliarden Sonnenmassen geschätzt (McConnell et al. 2011); liegt der wahre Wert am unteren Ende, bricht NGC 1277 diesen Rekord. Wenn nicht, wäre das Schwarze Loch in NGC 1277 immerhin noch das zweitgrößte bekannte Schwarze Loch."

Die große Überraschung für Astronomen und Astrophysiker besteht nun darin, dass die Masse des zentralen Schwarzen Lochs 14 Prozent der Gesamtmasse von "NGC 1277" ausmacht - im Vergleich mit üblichen Werten rund um 0,1 Prozent. Das schlage den bisherigen Rekord um einen Faktor von mehr als zehn. Astronomen hätten ein Schwarzes Loch dieser Größe in einer mindestens zehn Mal größeren strukturlosen (elliptischen) Galaxie erwartet - nicht jedoch in einer kleinen Scheibengalaxie wie "NGC 1277".

Während zunächst vermutet wurde, dass das derart überraschend massereiche Schwarze Loch vielleicht nur eine seltene Laune der Natur oder gar die absolute Ausnahme sein könnte, weisen vorläufige Analysen weiterer Daten schon jetzt in eine andere Richtung: "Bis dato hat die Suche von van den Bosch und seinen Kollegen noch fünf weitere Galaxien zu Tage gefördert, die vergleichsweise klein sind, aber dennoch ungewöhnlich massereiche zentrale Schwarze Löcher beherbergen dürften. Definitiv wird sich dies aber erst sagen lassen, wenn detaillierte Abbildungen dieser Galaxien vorliegen."

Bestätigen sich diese weiteren Fälle und gibt es in der Tat noch mehr Schwarze Löcher wie das im Zentrum der Galaxie "NGC 1277", so müssen die Astronomen ihre Modelle der Galaxienentwicklung grundlegend überdenken: "Insbesondere müssen sie dabei das frühe Universum ins Auge fassen: Die Galaxie 'NGC 1277' hat sich anscheinend vor mehr als 8 Milliarden Jahren gebildet und seither nicht sehr verändert. Wie immer dieses gigantische Schwarze Loch entstanden ist - es muss vor langer Zeit passiert sein."

Quelle: mpia.de