Max-Planck-Institut
  für extraterrestrische Physik

MPE-Astronom findet massereichstes schwarzes Loch in Galaxie M87

Die Astronomen Jens Thomas vom MPE und Karl Gebhardt von der University of Texas haben mit neuen Techniken der Computermodellierung herausgefunden, dass das schwarze Loch im Herzen von M 87, einer der größten nahe gelegenen Riesengalaxien, zwei- bis dreimal massereicher ist als bisher angenommen. Mit einem Gewicht von 6,4 Milliarden Malen der Sonnenmasse ist es das massereichste schwarze Loch, das bisher entdeckt wurde. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass die Massen der schwarzen Löcher in anderen nahe gelegenen Riesengalaxien von ähnlicher Größenordnung sind. Dies hat Konsequenzen für Theorien über die Bildung und das Wachstum von Galaxien und könnte sogar ein langjähriges astronomisches Paradox lösen.

Um zu verstehen, wie sich Galaxien bilden und weiter entwickeln, müssen die Astronomen von grundlegenden Informationen ausgehen: Woraus bestehen heutige Galaxien? Wie groß sind sie? Wie viel wiegen sie? Diese letzte Größe, das Gewicht, messen die Wissenschaftler über die Geschwindigkeit der Sterne, die innerhalb der Galaxie ihre Bahnen ziehen.

In diesem Bild ist die Beziehung zwischen der Grösse einer Galaxie und dem in ihrem Zentrum enthaltenen schwarzen Loch dargestellt. (Auf das Bild klicken für höhere Auflösung) Bild: Tim Jones/UT-Austin nach K. Cordes & S. Brown (STScI)

Studien über die Gesamtmasse sind wichtig, aber, so Jens Thomas: "Entscheidend ist, ob sich die Masse im schwarzen Loch, in den Sternen oder im dunklen Galaxienhalo befindet. Um das herauszufinden, braucht man technisch ausgefeilte Modelle, und je mehr Komponenten berücksichtigt werden müssen, desto komplizierter wird es."

Thomas und Gebhardt haben einen Supercomputer der University of Texas benutzt, um Sterne, schwarzes Loch und Halo zu berücksichtigen. Beim Halo handelt es sich um eine kugelförmige Region rund um eine Galaxie, die über ihre sichtbare Gestalt hinausgeht und die geheimnisvolle dunkle Materie der Galaxie enthält. Das Ergebnis war, dass das schwarze Loch von M 87 mehrere Male massereicher ist als bisherige Modelle ergaben. Dieses Ergebnis war eine große Überraschung für die Wissenschaftler, zumal sie die bekannte Galaxie eigentlich nur simulierten, um die neue Technik zu erproben.

M 87 ist eine wichtige Vergleichsgröße für die Untersuchung von supermassereichen schwarzen Löchern. Die neuen Ergebnisse legen nun nahe, dass alle Massen von schwarzen Löchern in massereichen Galaxien unterschätzt werden.

"Wenn man die Masse des schwarzen Lochs verändert, verändert man auch die Relation zwischen schwarzem Loch und Galaxie", erklärt Thomas. Die enge Beziehung zwischen Galaxie und schwarzem Loch ermöglicht es den Wissenschaftlern, das Wachstum von Galaxien über kosmische Zeitskalen hinweg zu untersuchen.

Wenn die Massen schwarzer Löcher in nahe gelegenen Galaxien höher sind, könnte dies auch ein Paradox hinsichtlich der Massen von Quasaren lösen. Diese extrem fernen Objekte aus einer viel früheren kosmischen Epoche leuchten sehr hell, weil Materie von ihren schwarzen Löchern verschlungen wird. Bisher konnte man sich nicht erklären, dass die Massen schwarzer Löcher in Quasaren zehnmilliardenmal so groß wie die Sonnenmasse waren, aber man in lokalen Galaxien nie auch nur annähernd so massereiche schwarze Löcher entdeckte. Die jetzt entdeckte hohe Masse von M 87 spricht dafür, dass die Quasarmassen doch nicht überschätzt wurden, wie man bisher aufgrund dieses Paradoxes vermutete. Neue Daten aus Beobachtungen mit dem nördlichen Gemini-Teleskop und dem Very Large Telescope weisen ebenfalls in diese Richtung.


Pressemitteilung des McDonald Observatoriums der Universität von Texas
    (in englischer Sprache)

Vorveröffentlichung in astro-ph (#0906.1492)
    (in englischer Sprache)


Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Jens Thomas
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Tel.: +49 89 30000-3714
E-Mail: jthomas@mpe.mpg.de

Dr. Mona Clerico
Pressesprecherin
Max-Planck-Institut für Astrophysik und
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
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E-Mail: clerico@mpe.mpg.de