Entdeckung von ‘Kugelartigen’ Winden aus einem Schwarzen Loch

TOKIO / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine bahnbrechende Entdeckung von Wissenschaftlern der Japanischen Raumfahrtagentur JAXA hat unser Verständnis von supermassiven Schwarzen Löchern und ihrer Rolle in der Galaxienentwicklung erheblich erweitert.

In einer bemerkenswerten Entdeckung haben Forscher festgestellt, dass die ultra-schnellen Winde, die ein supermassives Schwarzes Loch umgeben, nicht wie bisher angenommen glatt und kontinuierlich sind, sondern vielmehr einem schnellen Strom von Gas ‘Kugeln’ ähneln. Diese Erkenntnis bietet neue Einblicke in die gemeinsame Entwicklung von Galaxien und ihren zentralen Schwarzen Löchern.

Die von einem internationalen Forscherteam unter der Leitung der Japanischen Raumfahrtagentur JAXA durchgeführte Studie zeigt, dass die Energie, die von diesen Gas-Kugeln getragen wird, weit größer ist als erwartet. Dies könnte erklären, wie Galaxien und ihre zentralen Schwarzen Löcher über kosmische Zeiträume hinweg miteinander interagieren und sich entwickeln.

Professor Christine Done von der Durham University, eine der wenigen europäischen Wissenschaftlerinnen, die von der Europäischen Weltraumorganisation unterstützt werden, ist Teil der japanisch-amerikanischen XRISM-Mission. Diese Mission beobachtet heiße Gasplasma-Winde, die durch Galaxien wehen, und hat entscheidende Hinweise auf die Struktur dieser Winde geliefert.

Es wird allgemein angenommen, dass jede Galaxie ein supermassives Schwarzes Loch in ihrem Zentrum beherbergt, Objekte mit Massen, die Millionen Mal größer sind als die der Sonne. Diese Schwarzen Löcher und ihre Wirtsgalaxien sollen sich in einem eng verbundenen Prozess gemeinsam entwickelt haben. Doch aufgrund der enormen Unterschiede in Größe und Masse bleiben die genauen Mechanismen dieser Interaktion unklar.

Ein entscheidender Hinweis zur Lösung dieses Rätsels liegt in den mächtigen Gasströmen, die als Ausflüsse oder Winde bekannt sind und mit extrem hohen Geschwindigkeiten aus den Regionen um Schwarze Löcher ausgestoßen werden. Diese Winde beeinflussen die gemeinsame Entwicklung auf zwei wesentliche Arten: Sie regulieren das Wachstum von Schwarzen Löchern durch Rückkopplung, die den Materieeinfluss begrenzt, und sie injizieren enorme Energiemengen in ihre Wirtsgalaxien, was möglicherweise die Sternentstehung stoppt.

Mit den leistungsstarken spektroskopischen Fähigkeiten von XRISM beobachtete das Forschungsteam Winde, die mit 20% bis 30% der Lichtgeschwindigkeit von einem supermassiven Schwarzen Loch reisen. Zum ersten Mal entdeckten sie, dass diese Winde aus mindestens fünf verschiedenen Gaskomponenten bestehen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Dies deutet darauf hin, dass Gas intermittierend wie ein Geysir ausgestoßen wird oder durch Lücken im umgebenden interstellaren Medium kanalisiert wird, was langjährige Theorien zur Galaxien-/Schwarzes Loch-Koevolution in Frage stellt.

Die von diesen Winden getragene Energie ist mehr als 1.000 Mal größer als die von galaktischen Winden, was unser Verständnis ihrer Rolle dramatisch verändert. Eine solche bahnbrechende Beobachtung war nur dank der außergewöhnlichen Fähigkeiten von XRISM möglich, die Geschwindigkeitsstruktur der Winde aufzulösen.

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