Schwarzes Loch fliegt zwischen Galaxien hin und her und hinterlässt dabei Sterne

Vergrößern / Künstlerische Darstellung eines supermassereichen Schwarzen Lochs mit dahinterliegenden Sternen. NASA, ESA, Leah Hustak

Wenn Sie einen ähnlichen Streifen auf einem Ihrer Fotos sehen, würden Sie sich wahrscheinlich einen Moment Zeit nehmen, um die Linse zu reinigen. Aber das Filmmaterial war in diesem Fall ein Bild, das vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurde, das von dem Schmutz unberührt ist, den das tägliche Leben auf erdgebundener Hardware hinterlässt. Daher beschloss ein Forscherteam zu verstehen, was der lange und dünne Abstrich darstellen könnte.

Sie sind sich immer noch nicht sicher, aber die beste Erklärung scheint die Spur eines supermassiven Schwarzen Lochs zu sein, das von der Galaxie, die es beherbergte, freigesetzt wurde. Seine Freisetzung resultierte wahrscheinlich aus zwei zusätzlichen supermassiven Schwarzen Löchern, die alle durch eine Galaxienverschmelzung zusammengebracht wurden. Wenn dem so ist, ist dies der erste Fall dieses Verhaltens, das wir je gesehen haben.

Was ist das?

In den Tagen der Filmkameras, als es manchmal möglich war, Monate oder sogar Jahre zwischen dem Aufnehmen und Entwickeln eines Fotos zu vergehen, war es nicht ungewöhnlich, dass Sie Ihre neu entwickelten Schnappschüsse machten und sich fragten, was es war. du hast ein foto gemacht. In der Beschreibung der Astronomen, wie sie den Schlieren auf einem der Hubble-Bilder gesehen haben, kann man fast Echos jener Tage hören: „Ein dünner, fast gerader Streifen war bei einer visuellen Beurteilung der Datenqualität leicht erkennbar.“

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Eine genaue Untersuchung ergab, dass sich die Sequenz in eine etwas seltsame Galaxie erstreckte. "Da wir auf unseren eigenen Bildern oder in der Literatur noch nie zuvor auf so etwas gestoßen waren, entschieden wir uns, dieses Merkmal in den Beobachtungsplan für einen geplanten Lauf des Keck [Teleskops] aufzunehmen."

Der Kondensstreifen (in der Mitte der beiden Bilder) scheint von einer Galaxie oben rechts bei zwei verschiedenen Wellenlängen zu stammen. van Dokkum, et. Al.

Basierend auf der Rotverschiebung des Lichts des Objekts sind es und die Galaxie ungefähr gleich weit von der Erde entfernt, was darauf hindeutet, dass die beiden verwandt sind. Die Forscher schätzen, dass der Kondensstreifen etwa 200.000 Lichtjahre breit ist. Während supermassive Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien genauso lange (und sogar noch längere) Materiejets aussenden können, neigen diese Jets dazu, sich auszubreiten, wenn sie sich von der Galaxie entfernen. In diesem Fall blieb der Streifen über seine gesamte Länge dünn.

Ein Blick auf die Emission der Sterne in der Sequenz legt nahe, dass die Sterne im Allgemeinen jünger werden, je weiter Sie sich von der Galaxie entfernen. Alles zusammengenommen sieht es so aus, als hätte sich der Kondensstreifen vor etwa 40 Millionen Jahren zu bilden begonnen, und seine Spitze bewegt sich seitdem stetig mit etwa 1000 Meilen pro Sekunde von der Galaxie weg.

Alte Theorien

Eine mögliche Erklärung für diese Bewegung ist, dass die Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch ausgestoßen hat. Dies ist aufgrund zweier Beobachtungen unvermeidlich: Fast alle Galaxien scheinen in ihrem Kern ein supermassereiches Schwarzes Loch zu haben, und die meisten Galaxien sind aus mehreren Verschmelzungen entstanden. Infolgedessen werden supermassive Schwarze Löcher aus Galaxien vor der Fusion schließlich kollidieren. Dies kann auf zwei Arten zum Auswurf führen. Der erste ist, dass eine Verschmelzung zweier dieser supermassiven Schwarzen Löcher, bei der die Produktion von Gravitationsenergie ungleich ist, dem Produkt nach der Verschmelzung einen Richtungsschub geben kann.

Ein alternativer Weg zum Auswurf tritt auf, wenn eine oder mehrere Galaxien in relativ schneller Folge (in astronomischen Begriffen) verschmelzen, es ist möglich, dass noch nicht alle ihre zentralen Schwarzen Löcher verschmolzen sind. In diesen Fällen können möglicherweise drei oder mehr dieser Riesen umeinander kreisen, sodass Gravitationswechselwirkungen einen aus der Bahn werfen können.

Wir haben diese Art von Interaktionen häufig modelliert, sodass wir den Auswurfprozess gut verstehen. Was wir nicht haben, ist ein sehr gutes Verständnis dafür, was passieren könnte, wenn das Schwarze Loch verschwunden ist ...