Die NASA findet mithilfe älterer Daten und neuer Techniken ein „seitwärts gerichtetes“ Schwarzes Loch

NASA-Forscher haben einen verblüffenden Fall eines Schwarzen Lochs entdeckt, das „umgekippt“ zu sein scheint und sich relativ zur es umgebenden Galaxie in eine unerwartete Richtung dreht. Diese Galaxie mit dem Namen NGC 5084 ist seit Jahren bekannt, aber das Geheimnis ihres zentralen Schwarzen Lochs lag in alten Datenarchiven verborgen. Möglich wurde die Entdeckung durch neue Bildanalysetechniken, die am Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley entwickelt wurden und es Forschern ermöglichten, einen neuen Blick auf Archivdaten des Chandra-Röntgenobservatoriums der Agentur zu werfen.

Das Papier, in dem diese Forschung vorgestellt wurde, war veröffentlicht In Das Astrophysikalische Journal. Die vom Team entwickelte Bildanalysemethode namens Selective Amplification of Ultra Noisy Astronomical Signal (SAUNAS) war ebenfalls ein Problem beschrieben In Das Astrophysikalische Journal.

Mit den neuen Methoden fanden Astronomen in Ames unerwartet vier lange Plasmafahnen – heißes, geladenes Gas –, die von NGC 5084 ausgingen. Ein Paar Fahnen erstreckt sich über und unter der Ebene der Galaxie. Ein überraschendes zweites Paar, das mit dem ersten eine „X“-Form bildet, liegt in der Galaxienebene selbst. Heiße Gasfahnen werden in Galaxien nicht oft entdeckt und normalerweise sind nur eine oder zwei vorhanden.

Die Methode, die solch unerwartete Eigenschaften für die Galaxie NGC 5084 offenbart, wurde vom Ames-Forschungswissenschaftler Alejandro Serrano Borlaff und seinen Kollegen entwickelt, um Röntgenemissionen geringer Helligkeit in Daten des leistungsstärksten Röntgenteleskops der Welt zu erkennen. Was sie in den Chandra-Daten sahen, erschien ihnen so seltsam, dass sie sofort nach einer Bestätigung suchten, indem sie in den Datenarchiven anderer Teleskope wühlten und neue Beobachtungen von zwei leistungsstarken bodengestützten Observatorien anforderten.

Der überraschende zweite Schwadensatz war ein starker Hinweis darauf, dass sich in dieser Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch befand, es hätte aber auch andere Erklärungen geben können. Archivierte Daten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA und des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile enthüllten dann eine weitere Besonderheit von NGC 5084: eine kleine, staubige innere Scheibe, die sich um das Zentrum der Galaxie dreht. Auch dies deutete auf die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs hin, und überraschenderweise dreht es sich in einem 90-Grad-Winkel zur Rotation der Galaxie insgesamt. Die Scheibe und das Schwarze Loch liegen gewissermaßen auf der Seite.

Die Folgeanalysen von NGC 5084 ermöglichten es den Forschern, dieselbe Galaxie mithilfe eines breiten Spektrums des elektromagnetischen Spektrums zu untersuchen – vom sichtbaren Licht, das von Hubble gesehen wird, bis zu längeren Wellenlängen, die von ALMA und dem Expanded Very Large Array der National Radio Astronomy beobachtet werden Observatorium in der Nähe von Socorro, New Mexico.

„Es war, als würde man einen Tatort mit mehreren Arten von Licht sehen“, sagte Borlaff, der auch der erste Autor der Zeitung ist, die über die Entdeckung berichtet. „Die Zusammenstellung aller Bilder zeigte, dass sich NGC 5084 in seiner jüngsten Vergangenheit stark verändert hat.“

„Der Nachweis zweier Röntgenwolkenpaare in einer Galaxie ist außergewöhnlich“, fügte Pamela Marcum hinzu, Astrophysikerin am Ames und Mitautorin der Entdeckung. „Die Kombination ihrer ungewöhnlichen, kreuzförmigen Struktur und der ‚umgekippten‘ Staubscheibe gibt uns einzigartige Einblicke in die Geschichte dieser Galaxie.“

Normalerweise erwarten Astronomen, dass die von großen Galaxien emittierte Röntgenenergie gleichmäßig in einer im Allgemeinen kugelähnlichen Form verteilt ist. Wenn dies nicht der Fall ist, beispielsweise wenn es in einer Reihe von Röntgenfahnen konzentriert ist, wissen sie, dass irgendwann ein großes Ereignis die Galaxie gestört hat.

Mögliche dramatische Momente in seiner Geschichte, die das umgestürzte Schwarze Loch und den doppelten Satz von Wolken von NGC 5084 erklären könnten, sind eine Kollision mit einer anderen Galaxie und die Bildung eines Schornsteins aus überhitztem Gas, der oben und unten aus der galaktischen Ebene ausbricht.

Weitere Studien werden erforderlich sein, um festzustellen, welches Ereignis oder welche Ereignisse zur aktuellen seltsamen Struktur dieser Galaxie geführt haben. Es ist jedoch bereits klar, dass die noch nie dagewesene Architektur von NGC 5084 nur dank Archivdaten – einige davon fast drei Jahrzehnte alt – in Kombination mit neuartigen Analysetechniken entdeckt wurde.