Laut einer Studie könnten supermassive Schwarze Löcher aus relativ bescheidenen Anfängen stammen

Wir alle wissen, dass sich im Zentrum unserer Galaxie ein riesiges Schwarzes Loch befindet. Er heißt Sagittarius A* (kurz Sgr A*) und hat eine Masse von 4 Millionen Sonnen. Wir haben vor ein paar Wochen ein Radiobild von ihr gesehen, das ihre Akkretionsscheibe zeigt.

Wir wissen also, dass es da ist. Astronomen können seine Aktionen aufzeichnen, während er gelegentlich Materie verschlingt, und können sehen, wie er nahe Sterne beeinflusst.

Astronomen versuchen immer noch zu verstehen, wie Sgr A* entstanden ist.

An der Antwort scheinen kleinere Schwarze Löcher beteiligt zu sein, insbesondere solche, die in sogenannten Zwerggalaxien zu finden sind. Laut einem Papier, das letzte Woche in veröffentlicht wurde Astrophysikalische Zeitschrift Von Astronomen an der University of North Carolina in Chapel Hill, es gibt dort einen ganzen Schatz davon.

Diese Objekte sind in vielen Zwergen zu finden und könnten ein fehlendes Bindeglied zum Wachstum supermassiver Schwarzer Löcher in größeren Galaxien darstellen.

Massive (und supermassereiche) Schwarze Löcher und ihre Höhlen

Lassen Sie uns also ein bisschen mehr darauf eingehen, beginnend mit supermassiven Schwarzen Löchern.

Es lauert in den Herzen vieler, vieler Galaxien. Diese Monster haben Millionen oder Milliarden von Sonnenmassen. Wie sind sie so groß geworden?

Die Antwort beinhaltet ein Thema, das wir in der Astronomie und den Planetenwissenschaften sehen: hierarchische Modelle. Dies ist eine großartige Art zu sagen, dass aus kleinen Dingen große Dinge entstehen.

Zum Beispiel beginnen Planeten als Staubkörner, die zusammenkleben, um Felsen zu bilden, die zusammenkleben, um Asteroiden zu bilden, die kollidieren, um kleine Planeten zu bilden, die sich aneinander lagern, um Planeten zu bilden.

Die galaktische Formation hat auch ihr eigenes hierarchisches Modell. Was erschafft eine dieser Sternenstädte? Galaxien wie die Milchstraße begannen als Ansammlung von Gasen im frühen Universum.

Dieses Gas bildete Sterne, die sich entwickelten und starben und ihr Material verbreiteten, um dabei zu helfen, neue Generationen von Sternen (und ihren Planeten) zu erschaffen.

Zwerggalaxien sind primitiven Galaxien in vielerlei Hinsicht ähnlicher als fortgeschrittene Spiralgalaxien und elliptische Galaxien.

Nun, wir haben die Dinge hier vereinfacht, um einen Blick auf ein komplexes Thema zu werfen, das ganze Lehrbücher antreibt. Und das sogar, bevor wir zu galaktischen Verschmelzungen kommen.

Wachsen Sie eine große Galaxie von Kleinen

Werfen wir einen genaueren Blick auf die Vergangenheit der Milchstraße. Es hat eine umfangreiche Fusionsgeschichte, die Milliarden von Jahren zurückreicht. Es begann vor etwa 14 Milliarden Jahren als Baby (vielleicht ein Zwerg). Andere Jugendliche wurden mit ihr verschmolzen.

Am Ende haben wir die Heimatgalaxie bekommen, die wir heute alle kennen und lieben. (Und vergessen wir nicht, dass sie innerhalb von ein paar Milliarden Jahren tatsächlich mit der Andromeda-Galaxie verschmelzen wird.)

Also diese Kleinen, die zur heutigen Milchstraße verschmolzen sind; Die Chancen stehen gut und einige Zwerge. Sie sind die kleinen Verwandten der großen und elliptischen Schnecken. Ein typischer Stern kann tausend bis eine Milliarde Sterne haben und hat eine unregelmäßige Form.

Ihre Sterne sind das, was Astronomen als „metallarm“ bezeichnen (was bedeutet, dass sie hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen). Diese seltsamen kleinen Galaxien schweben wie Glühwürmchen um einige große Galaxien. Manchmal werden sie gefangen und verschluckt.

Die Milchstraße wird von etwa 20 Galaxien umkreist. Der erste – der Schütze-Zwerg – reagiert und flippt aus, wenn Sie dies lesen. Es hat viele Male die Reise durch unsere Galaxie gemacht.

Es scheint, dass Zwerggalaxien wie diese sogenannte „wachsende schwarze Löcher“ als Teil ihrer Struktur enthalten können. Woher wissen wir das? Astronomen haben Wege gefunden, das nahe Universum zu durchmustern, um nach Kandidaten für Zwerggalaxien mit wachsenden Schwarzen Löchern zu suchen.

Schwarze Löcher an all den kleinen Orten finden

Das Team aus North Carolina hat bereits einige dieser Zwerge gefunden. Alles begann mit der Frage: Woher kommen supermassereiche Schwarze Löcher?

Die Antwort scheint zu sein, dass sie wachsen, indem sie mit anderen Schwarzen Löchern kollidieren. Dies ist nach Art eines hierarchischen Modells sinnvoll.

Kleine Schwarze Löcher mit stellarer Masse können kollidieren, insbesondere in überfüllten Umgebungen (wie z. B. einer Zwerggalaxie oder einem dicht besiedelten Haufen). Am Ende bilden sie massivere Klumpen.

Solche „wachsenden schwarzen Löcher“ sieht man in großen, hellen Galaxien, aber was ist mit Zwergen? Könnten sie es haben? Wenn ja, wie häufig sind diese winzigen Galaxien? Und könnten sie der Schlüssel zum Verständnis des Wachstums supermassiver Schwarzer Löcher sein?

Um Antworten auf all diese Fragen zu erhalten, machte sich ein Team unter der Leitung der UNC-Chapel Hill-Fakultätsmitglieder Shila Kannappan und Mugdha Polimera an die Arbeit.

Sie analysierten galaktische Daten aus mehreren Vermessungen, um nach Hinweisen auf wachsende Schwarze Löcher zu suchen. Das Team suchte nach hellen Emissionen, wie Sie sie sehen, die auf Sternentstehung hinweisen oder um Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern herum.

Ihre Daten stammen aus dem Sloan Digital Sky Survey sowie aus Local Volume Spectroscopy (RESOLVE) und dem Environmental Context Catalogue (ECO).

Sie fanden Hinweise auf das Wachstum von Schwarzen Löchern in einem großen Prozentsatz von Zwerggalaxien. Diese Galaxien werden manchmal aus Untersuchungen hellerer Galaxien „eliminiert“, weil ihre Emissionen nicht gut verstanden werden (oder wurden).

Es entpuppt sich als eine Fundgrube der Schwarzlochforschung.

Helle Emission offenbart Schwarze Löcher

Der Beweis dafür waren die starken Emissionen, die von den Regionen um diese Schwarzen Löcher emittiert wurden.

Kanaban verglich diese Entdeckung des Schwarzen Lochs mit einer bekannten Lichtquelle hier an einigen Orten auf der Erde.

„Genau wie Glühwürmchen sehen wir schwarze Löcher nur, wenn sie beleuchtet sind – während sie wachsen – und die beleuchteten Löcher geben uns Hinweise darauf, wie viele wir nicht sehen können“, sagte sie.

Im Wesentlichen sprechen Kanaban und das Team von Zwerggalaxien mit aktiven Schwarzen Löchern in ihren Kernen (mit anderen Worten, aktiven galaktischen Kernen).

Natürlich gibt es noch andere Gründe, warum eine Zwerggalaxie so starke Emissionen hat. Zum Beispiel können Zwerge massive Ausbrüche von Sternentstehung haben. Diese Aktivität verursacht auch helle spektrale Emissionen.

„Wir wurden alle nervös“, sagte Polymera. „Die erste Frage, die mir in den Sinn kam, war: Haben wir einen Weg übersehen, wie extreme Sternentstehung allein diese Galaxien erklären könnte?“

Polimera hat jahrelang nach alternativen Erklärungen für diese Zwerg-AGNs gesucht. Nachdem alle anderen Möglichkeiten ausgeschlossen wurden, passt das Wachstum von Schwarzen Löchern besser zu den Daten.

Auswirkungen des Wachstums von Schwarzlochmonstern

Die Entdeckung wachsender Schwarzer Löcher in Zwerggalaxien führt uns zurück zur Milchstraße und ihrem zentralen Schwarzen Loch.

Basierend auf den Ergebnissen der Forschung in North Carolina ist es sehr wahrscheinlich, dass Sgr A* mit dem Wachstum unserer Galaxie gewachsen ist. Frühere Verschmelzungen vermischten sich nicht nur mit Sternen, sondern jeder Zwerg konnte auch sein eigenes wachsendes Schwarzes Loch mit sich bringen.

Irgendwo mussten sie doch hin, oder? Also, warum fühlen sie sich nicht zueinander hingezogen (entschuldigen Sie das Wortspiel), um zur Größe von Sgr A* beizutragen?

„Die Schwarzen Löcher, die wir gefunden haben, sind die Bausteine ​​von supermassiven Schwarzen Löchern wie denen in unserer Milchstraße“, sagte Kanaban. “Es gibt eine Menge, die wir über sie lernen wollen.”

Dieser Artikel wurde ursprünglich von Universe Today veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

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