Astronomen haben mit Hilfe des NASA-Röntgenteleskops Swift und Radioobservatorien beobachtet, wie ein supermassives Schwarzes Loch 300 Tage nach einer großen kosmischen Mahlzeit Radiojets ausstieß. Das Schwarze Loch befindet sich im Zentrum der Galaxie NGC 1275, die etwa 225 Millionen Lichtjahre entfernt im Perseus-Galaxienhaufen liegt. Diese Beobachtungen liefern wichtige Einblicke in die Wechselwirkung zwischen der Materie, die das Schwarze Loch umgibt, und den Jets, die es ausstößt.
Beobachtungen mit Swift und Chandra
Das Team nutzte Daten des Neil Gehrels Swift Observatory der NASA, um die Röntgenemissionen des Schwarzen Lochs zu untersuchen. Obwohl Swift nicht die gleiche Leistungsfähigkeit wie das Chandra-Röntgenteleskop besitzt, hat es aufgrund seiner langen Betriebszeit seit 2004 umfangreiche Daten über NGC 1275 gesammelt. Sarah Ketchum von der University of Michigan, die Leiterin der Studie, erklärte, dass die Analyse der Swift-Daten es ermöglichte, die Emissionen des Galaxienhaufens herauszufiltern und so die Veränderungen der Röntgenhelligkeit des Schwarzen Lochs zwischen 2007 und 2025 zu verfolgen.
Im Februar 2023 wurde der stärkste jemals beobachtete Röntgenausbruch von NGC 1275 registriert. Dieser Ausbruch dauerte weniger als 60 Tage und bestand aus zwei fünf Tage langen Phasen, in denen die Röntgenhelligkeit des aktiven galaktischen Kerns (AGN) auf das Doppelte anstieg. Die Forscher konnten ausschließen, dass ein sogenanntes Gezeitenzerstörungsereignis (TDE) die Ursache war, bei dem ein Stern durch die Gezeitenkräfte eines Schwarzen Lochs zerrissen wird. Stattdessen wurde der Ausbruch wahrscheinlich durch einen plötzlichen Anstieg der Materiezufuhr auf das Schwarze Loch verursacht.
Verzögerung zwischen Röntgen- und Radioemission
Die Wissenschaftler fanden Hinweise auf eine Verzögerung von etwa 300 Tagen zwischen dem Röntgenausbruch und der Emission von Radiowellen. Diese Verzögerung könnte die Zeit darstellen, die das Plasma benötigt, um von der Basis des Jets zu einer Stoßwelle zu gelangen, die entsteht, wenn der Jet auf umgebendes Gas oder Staub trifft. Ketchum betonte, dass diese Beobachtung weiter untersucht werden muss, da die Röntgendaten nur sporadisch vorliegen und eine genauere Analyse zusätzlicher Daten erfordern würde.
Das Team konnte auch die Masse des Schwarzen Lochs eingrenzen, indem es den Radius des Emissionsbereichs des AGN analysierte. Die Masse des Schwarzen Lochs liegt demnach zwischen 100 Millionen und einer Milliarde Sonnenmassen. Diese Schätzung basiert auf der direkten Korrelation zwischen der Größe eines Schwarzen Lochs und seiner Masse.
Die Studie, die im Astrophysical Journal Letters veröffentlicht werden soll, bietet neue Einblicke in die sogenannte Scheiben-Jet-Kopplung, die entscheidend ist, um zu verstehen, wie Schwarze Löcher die Sternentstehung und das Wachstum von Galaxien beeinflussen. NGC 1275 gilt dabei als ideales Labor für die Erforschung dieser Phänomene, da die Auswirkungen der Jets auf große räumliche Skalen hier besonders gut sichtbar sind.
- Quelle: Space.com
- Studie: Astrophysical Journal Letters (arXiv)