MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine bahnbrechende Entdeckung in der Astronomie hat das Verständnis über die Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern erheblich erweitert.
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Astronomen haben mit Hilfe des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) eine beeindruckende Sammlung von Schwarzen Löchern in Zwerggalaxien entdeckt. Diese kleinen, lichtschwachen Galaxien enthalten zwar Milliarden von Sternen, aber nur wenig Gas. Die Entdeckung umfasst mehrere sogenannte ‘fehlende Glieder’, also Schwarze Löcher mittlerer Masse, die bisher schwer zu finden waren.
Diese Entdeckung ist die größte Sammlung von aktiven Schwarzen Löchern in Zwerggalaxien und die umfangreichste Sammlung von schwer fassbaren Schwarzen Löchern mittlerer Masse, die je gemacht wurde. Die Daten könnten Wissenschaftlern helfen, die Dynamik zwischen der Entwicklung von Zwerggalaxien und dem Wachstum von Schwarzen Löchern besser zu verstehen und ein Evolutionsmodell der frühesten Schwarzen Löcher des Universums zu erstellen.
Ein Rätsel bleibt jedoch bestehen: Das Team hinter dieser Entdeckung war überrascht, dass ihre Daten nicht mehr dieser mittelgroßen Schwarzen Löcher enthielten. Wenn ein Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie zu fressen beginnt, entfesselt es eine enorme Menge an Energie in seine Umgebung und verwandelt sich in einen aktiven galaktischen Kern, erklärte Ragadeepika Pucha, Forscherin an der University of Utah.
Schwarze Löcher mittlerer Masse sind für Wissenschaftler besonders faszinierend, da sie innerhalb der großen Masselücke zwischen stellaren Schwarzen Löchern, die bis zu 1.000 Mal die Masse der Sonne haben, und supermassiven Schwarzen Löchern, die Millionen oder sogar Milliarden Mal die Masse unseres Sterns haben, zu existieren scheinen.
Diese mittelgroßen Schwarzen Löcher werden als Relikte der ersten Schwarzen Löcher im Universum angesehen und könnten als ‘Samen’ der kosmischen Titanen dienen, die wir heute supermassive Schwarze Löcher nennen. Dennoch sind sie schwer zu fassen. Supermassive Schwarze Löcher befinden sich vermutlich im Zentrum aller großen Galaxien, und wenn sie hungrig Gas und Staub verschlingen, leuchten diese Regionen hell auf, was Astronomen als ‘aktive galaktische Kerne’ bezeichnen.
Was weniger klar ist, ist, ob auch kleinere Galaxien, wie Zwerggalaxien, supermassive Schwarze Löcher in ihrem Zentrum beherbergen. Wie Pucha erklärte, ist es einfacher, Schwarze Löcher jeder Masse zu finden, wenn sie fressen. DESI, montiert auf dem Nicholas U. Mayall 4-Meter-Teleskop am Kitt Peak National Observatory, war ideal für diese Untersuchung, da es in der Lage ist, Licht von 5.000 Galaxien gleichzeitig zu erfassen.
Pucha und Kollegen nutzten Daten, die im ersten Jahr der fünfjährigen Mission von DESI gesammelt wurden, darunter Licht von 410.000 Galaxien, von denen etwa 115.000 Zwerggalaxien waren. Daraus konnte das Team die Verbindung zwischen der Entwicklung der Zwerggalaxie und der Entwicklung ihres zentralen Schwarzen Lochs untersuchen.
Dies führte zur Entdeckung von 2.500 Kandidaten-Zwerggalaxien, die einen aktiven galaktischen Kern beherbergen. Dies entspricht 2 % der Gesamtprobe, was eine viel höhere Rate ist als in anderen ähnlichen Proben, die normalerweise bei etwa 0,5 % liegen. Das Team entdeckte auch etwa 300 Schwarze Löcher mittlerer Masse. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Wissenschaftler bisher eine beträchtliche Anzahl von Schwarzen Löchern mit geringer Masse übersehen haben.
Vor dieser Forschung hatten Wissenschaftler erwartet, dass Schwarze Löcher in Zwerggalaxien innerhalb des Massenbereichs von Schwarzen Löchern mittlerer Masse liegen würden. Interessanterweise deuteten diese Daten darauf hin, dass nur 70 Kandidaten für Schwarze Löcher mittlerer Masse mit Zwerggalaxien-AGNs korrespondierten.
Durch die Entdeckung der größten Charge von Schwarzen Löchern mittlerer Masse bis heute hat DESI den Wissenschaftlern möglicherweise mehr Fragen als Antworten hinterlassen. Glücklicherweise ist dieses Team bestrebt, diese neuen Rätsel zu lösen. Zum Beispiel, gibt es eine Beziehung zwischen den Mechanismen der Schwarzen-Loch-Bildung und den Arten von Galaxien, die sie bewohnen? Pucha schloss: Unsere Fülle an neuen Kandidaten wird uns helfen, tiefer in diese Geheimnisse einzutauchen und unser Verständnis von Schwarzen Löchern und ihrer entscheidenden Rolle in der Galaxienentwicklung zu bereichern.
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