Das Supermassive Schwarze Loch, das unglaublich schnell wächst

"Here be Dragons", war ein Satz, der einst auf alten Karten, oft begleitet von mythischen Skizzen um einen unerforschten oder potentiell gefährlichen Bereich zu markieren. Astronomen möchten vielleicht leihen diese Warnung an das Zentrum von Galaxien, beschriften Sie die supermassiven schwarze Löcher enthalten.

Es gibt eine Menge, die wir nicht kennen, diese Monster – und Wissenschaftler fanden nur eine, die sogar die Gesetzen, die bedeutet werden trotzt, um sein Wachstum zu regieren. Durch eine riesige Masse mit einer außergewöhnlich schnellen Rate wachsen, dieses schwarze Loch zeigt, dass gäbe es mehr – und größere – supermassive schwarze Löcher gibt, als wir bisher dachten.

Keine Fabelwesen

Diese sprichwörtliche "Drachen" der Astronomie sind kein bloßer Mythos. Wir haben viele Linien der Nachweise für ihre Existenz. Diese reichen von Infrarot-Beobachtungen von weit entfernten Galaxien und Quasare, ihre Massen durch Beobachtungen unserer eigenen Milchstraße abzuleiten.

Die Animation unten zeigt die Umlaufbahnen der Sterne nahe dem Zentrum der Milchstraße. Sie wurden in mehr als einem Jahrzehnt, um einen dunklen, unsichtbaren Objekt umkreisen beobachtet.

Durch die Anwendung einfach orbital Physik, wissen wir, dass dieses dunkle Objekt eine große Masse diese Bahnen durch ihre Anziehungskraft – vielleicht mehr als 4 m Sonnenmassen verursacht haben muss. Es muss jedoch eine winzige Menge des Raumes aufgreifen, da es nicht "" die umkreisenden Sternen trifft. Nur ein schwarzes Loch kann wirklich passen die Rechnung als Erklärung für was diese unsichtbare Objekt sein kann.

Beunruhigend, obwohl dies nur eine gemäßigte Massenbereich für supermassive schwarze Löcher ist. Entdeckungen von schwarzen Löchern mit 10 Milliarden Sonnenmassen werden in anderen Galaxien gemacht.

Wächst ein supermassives schwarzes Loch

Im Gegensatz zu Ihrem durchschnittlichen schwarzes Loch supermassiver schwarze Löcher sind nicht einfach das Produkt von dem Tod eines Sterns – sie sind mehr Masse als alle Sterne auf eigene produzieren könnte. Also wo kommen sie her?

Es gibt eine Reihe von Theorien. Die wichtigste davon ist wohl, dass sie "in den kleinen Momenten des Universums aus den frühesten Sternhaufen geboren wurden müssen". Von dort müssen sie schnell wachsen, um die Menge an Masse zu gewinnen, die sie haben.

Teilweise kann dies durch Akkretion von Gas und in fallenden Materialien aus der Galaxie erklärt werden. In der Tat, neuere Beobachtungen von der Europäischen Südsternwarte zufolge das Milky Way supermassive schwarze Loch hatte einmal einen solchen Abend.

Aber das Wachstum dieser supermassiven schwarzen Löcher sind wahrscheinlich nicht vollständig durch rekurrierende Material aus ihrer eigenen Galaxie. Würden zwei Galaxien miteinander kollidieren, gewinnen ihre schwarze Löcher eine neue Quelle der Nahrung für ihr Wachstum zu fördern. Sie könnte auch ein noch größeres schwarzes Loch erstellen miteinander verschmelzen.

Auf diese Weise wird das Wachstum von schwarzen Löchern verstanden, die eng mit dem Wachstum ihrer übergeordneten Galaxie gebunden werden. In der Tat scheint die Masse eines supermassiven schwarzen Lochs eng korreliert mit Stars wie schnell innerhalb der Galaxie zu umkreisen.

Auf einer noch tieferen Ebene kann das schwarze Loch als eine Art Thermostat für Sternentstehung in der Galaxie handeln. Energie und Dynamik, die durch das schwarze Loch erzeugt wird kann dazu führen, dass Sternentstehung in der Galaxie zu stoppen. Und zwar deshalb, weil die Energie das Gas im Inneren einer Galaxie erwärmt, dass Sterne nicht so leicht bilden können.

CID-947: Der Rebell

Aber in einer neuen Studie in Science veröffentlicht, Berichten Astronomen die Entdeckung eines supermassiven schwarzen Lochs, das scheint, die Synchronisation der Galaxie Wachstum mit schwarzen Lochs zu brechen.

Mit Keck-Teleskop auf Hawaii, fanden die Autoren eine Galaxie mit einer untypisch große supermassives schwarzes Loch im Zentrum (CID-947). Das Verhältnis des Schwarzen Lochs zu stellaren Masse Masse ist enorm – fast eine Größenordnung größer als das, was sonst zu erwarten.

Mit einer Masse von 7 Milliarden Sonnenmassen vergleicht diese supermassiven schwarzen Lochs günstig zu einigen der massereichsten bekannten. Hier wird es wirklich interessant wird. Mit einer Messung bekannt als Rotverschiebung, die sagt uns, wie weit entfernt – und damit wie alt – ist eine Galaxie, das Team konnte sehen, dass diese supermassiven schwarzen Lochs muss außergewöhnlich schnell gewachsen sind. Die meisten Modelle vorhersagen, schwarzes Loch Massen im Bereich von Millionen Sonnenmassen, anstatt Milliarden für eine Galaxie in diesem Alter.

Die Galaxie ist unterdessen noch in der Prozess der Bildung stars, seine schwarze Loch hat nicht (noch) führte dies zu stoppen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass CID-947 Schwarzloch in der Endphase zu bilden ist und wir die Einstellung der Akkretion auf ihn erleben.

Dies ist bedeutsam, da CID-947 als eine frühe Version der meisten (extrem) massereichen Galaxien im Universum heute ausgelegt werden kann. Das ist, weil wenn wir heute riesige Galaxien im Universum haben, dann sie etwas massiver im früheren Universum kommen müssen. Wichtiger ist, sie sind bei uns richtig zu frühen Zeiten und haben nicht noch heruntergefahren ihren Wirt Galaxie Sternentstehung – was bedeutet, dass sie auch noch größer mit der Zeit werden könnte.

Mit anderen Worten: Es ist möglicherweise mehr (und größere) "Drachen" als wir dachten, da draußen lauern. Da wir immer größere Teilen des Universums erforschen, vielleicht eine Karte mit klar Warnung, dass Zeichen in Ordnung ist?

Kevin Pimbblet ist Dozent für Physik an der University of Hull.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch. Lesen Sie den original Artikel.

Bild oben: ESO.