Chandra: Größte Objekte im Universum

Aufnahmen des Chandra Röntgenteleskops der NASA im Erdorbit zeigen zwei entfernte sehr aktive Strukturen: Sie zeigen, wie supermassereiche Schwarze Löcher das Wachstum von großen Galaxien beeinflussen.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: none.

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Die beiden von Chandra beobachteten Galaxien (Bild: NASA)

Die entdeckte Röntgenstrahlung stammt von riesigen Wolken energetischer Partikel rund um die Galaxien 3C294 und 4C41.17, die 10 und 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt sind. Die Partikel sind die Überbleibsel der letzten explosiven Ereignisse, die durch die Röntgen- und Radiojets der supermassereichen Schwarzen Löcher nachgewiesen werden können. Die Schwarzen Löcher befinden sich in den Zentren der Galaxien.

Die beobachtete Szenerie scheint Teil eines großen kosmischen Kreislaufs zu sein: Eine dichte Region intergalaktischen Gases kühlt sich ab und formt dabei mehrere kleinere Galaxien, die zusammenwachsen, um wiederum eine größere Galaxie mit einem supermassereichen Schwarzen Loch zu formen. Die Galaxie und ihr zentrales Schwarzes Loch wachsen so lange weiter, wie die Materie der Umgebung ausreicht. Millionen Jahre nachdem die Aktivität nachgelassen hat, fällt wieder neue Materie ins Schwarze Loch und der Kreislauf startet von Neuem.

Sowohl 3C294 als auch 4C41.17 befinden sich in einer Region des Alls, die ungewöhnlich viele Galaxien besitzt. Gas und Galaxien, die diese Galaxien umkreisen, werden vielleicht kollabieren, um Galaxiencluster zu bilden, die zu den massereichsten Objekten im Universum zählen. Sowohl 3C294 als auch 4C41.17 werden in ihrer Größe durch das Einsammeln von Materie der Umgebung bis ins Extreme weiterwachsen. Diese Menge an Materie bildet dann viele hundert Milliarden Sterne.

“Es ist, als ob die Natur versucht, ein Masselimit für die massereichsten Galaxien durchzusetzen”, sagt Caleb Scharf von der Columbia-Universität, New York und leitender Autor eines Artikels der kommenden Ausgabe des Magazins The Astrophysical Journal.
“Die Chandra-Beobachtungen haben uns einen entscheidenden Hinweis gegeben, wie dies alles funktioniert. Die Hochenergiejets beschleunigen das Wachstum der supermassereichen Schwarzen Löcher, um das Wachstum der Galaxien zu regulieren”, sagte er.
Die meiste Röntgenstrahlung von 4C41.17 und 3C294 scheint aufgrund der Kollision von energetischen Elektronen mit Photonen der kosmischen Hintergrundstrahlung entstanden sein, die aus den frühen Tagen des Universums stammt. Da die Galaxien sehr weit entfernt sind, ist ihre beobachtete Strahlung entstanden, als das Universum noch sehr viel jünger war und auch die Hintergrundstrahlung sehr viel intensiver. Der Effekt begünstigt die Entstehung von Röntgenstrahlung und hilft den Astronomen dabei, diese sehr weit entfernten Galaxien zu erforschen.

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