Astrophysiker haben möglicherweise eine seltene Art von Schwarzen Löchern in der Andromeda-Galaxie gefunden

Ein Team von Astrophysikern glaubt, dass ein Sternenklumpen in unserer Nachbargalaxie ein Schwarzes Loch mittlerer Masse verbirgt, ein Typ, der vorhergesagt wurde, aber nie mit Sicherheit beobachtet wurde.

Der fragliche Kugelsternhaufen heißt B023-G078 und befindet sich am Rande der Andromeda-Galaxie, etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Die Forscher glauben, dass der Haufen, der die Masse von 6,2 Millionen Sonnen enthält, eigentlich ein abgespeckter Kern ist: die Überreste mehrerer kleiner Galaxien, die zusammengeballt sind. Und das Zentrum dieses galaktischen Mischmaschs ist ein Schwarzes Loch mittlerer Masse (IMBH) , sagen Forscher in einem im Astrophysical Journal veröffentlichten Artikel.

„Das Interessanteste an diesem IMBH ist seine Lage – es befindet sich in einem massiven Sternhaufen um Andromeda, von dem wir glauben, dass er tatsächlich der Kern einer ehemaligen Zwerggalaxie ist, deren Außenbezirke durch die Schwerkraft von Andromeda abgetragen wurden“, sagte Anil Seth, ein Astrophysiker bei der University of Utah und Co-Autor des jüngsten Artikels, in einer E-Mail an Gizmodo. „Basierend auf früheren Arbeiten an gestrippten Kernen höherer Masse, Simulationen und dieser Arbeit scheint es, als ob diese gestrippten Galaxienkerne tatsächlich die häufigste Umgebung für IMBHs sind (dh es gibt möglicherweise mehr von ihnen in gestrippten Galaxienkernen als in heutigen Galaxien Kerne).»

Schwarze Löcher sind alle massiv, aber es gibt viele Variationen von „ groß“ im Universum. Die drei Klassen von Schwarzen Löchern – stellare, mittlere und supermassereiche – werden in Bezug auf unsere Sonne beschrieben. Schwarze Löcher mit stellarer Masse haben typischerweise die 10- bis 100-fache Masse unserer Sonne ; Supermassive Schwarze Löcher können Milliarden Mal so groß sein, was sie zu den größten (und sicherlich dichtesten) Objekten im Universum macht.

Aber schwarze Löcher mittlerer Masse – im Bereich von 100.000 bis 1 Million Sonnenmassen – fehlen unerklärlicherweise in den astrophysikalischen Aufzeichnungen. Sie sind so selten, dass mutmaßliche Schwarze Löcher mittlerer Masse immer noch als Kandidaten bezeichnet werden, da keine bestätigt wurden . Verdächtige Schwarze Löcher mittlerer Masse wurden bereits zuvor mit Gammastrahlen und Röntgenstrahlen entdeckt, aber noch hat kein Kandidat die Lücke im Massenbereich Schwarzer Löcher nachweislich geschlossen.

Ein Teil des Problems besteht darin, dass wir immer noch nicht viel darüber wissen, wie sich Schwarze Löcher entwickeln. Wenn Schwarze Löcher mit stellarer Masse später irgendwie zu supermassereichen Schwarzen Löchern werden, sind die Schwarzen Löcher mit mittlerer Masse vielleicht nur eine kurze Stufe in dieser Entwicklung.

Das jüngste Forschungsteam nutzte neue Beobachtungen des Gemini-Observatoriums und des Hubble-Weltraumteleskops, um die Massenverteilung in B023-G078 zu berechnen, und sie fanden heraus, dass das Objekt nicht wie ein Kugelsternhaufen aussah. Es sah eher aus wie ein abgestreifter Kern. Dann modellierten sie die Geschwindigkeiten der Sterne, die sich im Haufen bewegen, und stellten fest , dass sich die Sterne ohne ein Schwarzes Loch im Zentrum von B0234-G078 zu langsam bewegen würden.

„Die Sterngeschwindigkeiten, die wir erhalten, liefern uns einen direkten Beweis dafür, dass sich direkt im Zentrum eine Art dunkle Masse befindet“, sagte die Hauptautorin der Studie, Renuka Pechetti, Astrophysikerin an der Liverpool John Moores University, in einer Veröffentlichung der University of Utah . „Für Kugelsternhaufen ist es sehr schwierig, große Schwarze Löcher zu bilden. Aber wenn es sich in einem gestrippten Kern befindet, dann muss bereits ein Schwarzes Loch vorhanden sein, das als Überbleibsel der kleineren Galaxie übrig geblieben ist, die in die größere gefallen ist.“

Die größte verbleibende Ungewissheit, sagte Seth, ist, dass das, was wie ein einzigartiges Schwarzes Loch mittlerer Masse aussieht, eine Schar von Schwarzen Löchern mit stellarer Masse sein könnte, die nahe genug beieinander lagern, um als ein einzelnes Objekt wahrgenommen zu werden. ( Dies war der Fall bei NGC 6397 , einem Bündel von Sternen in 7.800 Lichtjahren Entfernung, von dem zunächst angenommen wurde, dass es das fehlende Glied in der Evolution der Schwarzen Löcher sei.)

Pechetti plant, sich drei weitere Kugelsternhaufen innerhalb von Andromeda anzusehen, um zu sehen, ob sie irgendwelche Geheimnisse zu enthüllen haben. Zukünftige Beobachtungen, einschließlich der Infrarotbeobachtungen des neu gestarteten Webb-Weltraumteleskops , könnten Astrophysikern dabei helfen, herauszufinden, wo sich die fehlenden mittelgroßen Schwarzen Löcher befinden.

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