Wirkt wie eine Pumpe

Schwarzes Loch speist galaktischen Springbrunnen

(Bild: ALMA/Tremblay et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/Chandra; ESO/VLT)

In einem - aus astronomischer Sicht - vergleichsweise nahen Galaxienhaufen namens Abell 2597 im Sternbild Wassermann haben Astronomen jetzt einen gigantischen kosmischen Springbrunnen entdeckt. Gespeist von einem massereichen Schwarzen Loch im Herzen einer Galaxie wird eine gewaltige Fontäne aus kaltem molekularen Gas ins All geschleudert, das in Form einer intergalaktischen Sintflut wieder auf das Schwarze Loch niedergeht.

Gelungen ist die Beobachtung mithilfe des größten Radioteleskops der Welt, des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), sowie des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile. Der vollständige Kreislauf aus Einfall und Ausfluss, der diese riesige kosmische Quelle antreibt, sei noch nie zuvor in ein und demselben System beobachtet worden, berichtete die ESO am Mittwoch.

Die vier Hauptteleskope des Very Large Telescope der ESO in Chile

(Bild: ESO)

Seinen Ursprung hat der kosmische Springbrunnen demnach in den innersten 100.000 Lichtjahren der hellsten Sterneninsel des Abell-2597-Haufens, der rund eine Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt liegt. Laut Angaben der Forscher fällt das kalte Gas auf das Schwarze Loch (Bild unten) zu, wird in dessen Nähe stark beschleunigt und durch die Reibung extrem aufgeheizt, bevor es unter hoher Geschwindigkeit mittels sogenannter Jets als glühendes Plasma in die Leere des Alls zurückgeschleudert wird. Diese Jets schießen aus dem Schwarzen Loch wie ein beeindruckender galaktischer Springbrunnen hervor. Ohne jegliche Hoffnung, dem gravitativen Griff der Galaxie entkommen zu können, kühlt sich das Plasma ab und regnet schließlich zurück auf das Schwarze Loch nieder, wo der Kreislauf erneut beginnt.

Künstlerische Darstellung eines Schwarzes Loches

(Bild: Ute Kraus, Universität Hildesheim (CC BY-SA 2.5))

„Schwarzes Loch wirkt wie eine Pumpe“
„Das ist möglicherweise das erste System, in dem wir klare Beweise für den Zustrom von kaltem molekularem Gas in Richtung des Schwarzen Lochs zusammen mit ihrem Ausstoß oder Auswurf durch Jets finden, die das Schwarze Loch auslöst“, wird Grant Tremblay vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics auf der ESO-Website zitiert. „Das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum dieser riesigen Galaxie im Sternbild Wassermann (siehe Grafik unten) wirkt wie eine mechanische Pumpe in einem Springbrunnen.“

Die Lage von Abell 2597 (mit rotem Kreis markiert) im Sternbild Wassermann

(Bild: ESO, IAU und Sky & Telescope)

Diese beispiellose Beobachtung könnte Aufschluss über den Lebenszyklus von Galaxien geben, so der Forscher. Experten vermuten, dass dieser Prozess nicht nur verbreitet zu sein scheint, sondern auch wesentlich für das Verständnis der Galaxienbildung sein könnte. Während Einfall und Auswurf von kaltem molekularem Gas bereits früher beobachtet wurden, ist dies das erste Mal, dass beide Phänomene innerhalb ein und desselben Systems gefunden wurden. Dies ist der Beleg dafür, dass sie Teil desselben gewaltigen Prozesses sind, heißt es.

Antennen des Teleskopverbundes ALMA

(Bild: Franz Kerschbaum, Magdalena Brunner/Universität Wien)

Einzigartige Lage auf Hochplateau in Chile
Der 2013 eröffnete Teleskopverbund ALMA (Bild oben) besteht 66 hochpräzisen Antennen und liegt in mehr als 5000 Metern Seehöhe auf dem Chajnantor-Plateau in der chilenischen Atacama-Wüste, wo die Erdatmosphäre und das darin enthaltene Wasser die Beobachtung nur noch wenig stört. Betrieben wird ALMA von der Europäischen Südsternwarte ESO, deren Mitglied seit 2009 auch Österreich ist, sowie Partnern aus Nordamerika, Ostasien und Chile.