Interpretation des Nachglühens des Frühstücks eines Schwarzen Lochs

Ein internationales Astronomenteam hat einen völlig neuen Weg entdeckt, um zu untersuchen, wie sich aktive Schwarze Löcher beim Fressen verhalten.

Es wurde festgestellt, dass eine Stichprobe aktiver Schwarzer Löcher im Zentrum von 136 Galaxien im Mikrowellen- und Röntgenlicht auf die gleiche Weise leuchtet, unabhängig davon, wie sehr sie die umgebende galaktische Materie, wie gasförmige Staub- und Plasmawolken, fressen.

Das von Wissenschaftlern der Universität Cardiff geleitete Team sagt, dass der Prozess nicht durch unser derzeitiges Verständnis der Nahrungsaufnahme von Schwarzen Löchern vorhergesagt wird.

Derzeit geht man davon aus, dass aktive Schwarze Löcher je nach Appetit grundsätzlich unterschiedlich sind. Sie zeichnen sich durch die Anordnung ihrer Kerne und die Art und Weise aus, wie sie die galaktische Materie ansaugen.

Das Team stellte jedoch fest, dass diese Schwarzen Löcher möglicherweise mehr Ähnlichkeiten aufweisen als bisher angenommen.

Ihre Ergebnisse folgen in Kürze Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society: Briefekönnte neue Informationen darüber liefern, wie sich Galaxien entwickeln.

Die Hauptautorin Dr. Ilaria Ruffa, Postdoktorandin an der School of Physics and Astronomy der Cardiff University, sagte: „Das Mikrowellen- und Röntgenlicht, das wir in den Regionen um diese Schwarzen Löcher entdecken, scheint in direktem Zusammenhang mit ihrer Masse zu stehen und von dieser zu stammen.“ Plasmaströme fallen ungeordnet in sie hinein.

„Dies ist bei beiden Systemen der Fall, die einen großen Appetit haben und jedes Jahr fast einen ganzen Stern wie unsere Sonne fressen, und bei Systemen mit geringerem Appetit, die über 10 Millionen Jahre hinweg die gleiche Menge an Material fressen.“

„Das war sehr überraschend, da wir bisher davon ausgegangen waren, dass solche Ströme nur in Systemen auftreten sollten, die sich langsam ernähren, während das Schwarze Loch in Systemen mit großem Appetit durch einen geordneteren und konstanteren Materiefluss (üblicherweise „der“ genannt) gespeist werden sollte Akkretionsscheibe‘).“

Das Team machte die Entdeckung, als es in der WISDOM-Probe von 35 nahegelegenen Galaxien, die vom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) von Teleskopen in Chile erfasst wurden, den Zusammenhang zwischen dem kalten Gas um aktive Schwarze Löcher und der Art und Weise, wie diese angetrieben werden, untersuchte.

Dr. Ruffa fügte hinzu: „Unsere Studie legt nahe, dass das Mikrowellenlicht, das wir entdecken, tatsächlich von diesen Plasmaströmen in allen Arten aktiver Schwarzer Löcher stammen könnte, was unsere Sicht darauf verändert, wie diese Systeme Materie verbrauchen und zu den kosmischen Monstern werden, die wir heute sehen.“ .“

Die vom Team beobachteten Korrelationen liefern auch eine neue Methode zur Schätzung der Massen von Schwarzen Löchern – etwas, von dem Astronomen glauben, dass es für das Verständnis ihres Einflusses auf die Entwicklung von Galaxien im gesamten Universum von zentraler Bedeutung ist.

Co-Autor Dr. Timothy Davis, Dozent an der School of Physics and Astronomy der Cardiff University, fügte hinzu: „Galaxien kümmern sich sehr um die Schwarzen Löcher, die in ihren Kernen existieren. Und das sollten sie wahrscheinlich auch nicht tun, denn wir denken immer an Schwarz.“ Da diese supermassiven Tiere alles um sich herum verzehren, sind sie im Vergleich zu einer ganzen Galaxie wirklich sehr klein und leicht.“

„Und dennoch haben sie einen mysteriösen nicht-gravitativen Einfluss auf Materie, die Zehntausende Lichtjahre von ihnen entfernt ist. Das ist etwas, worüber wir als Astronomen seit vielen Jahren rätseln.“

„Die Messung der Massen von Schwarzen Löchern und ihres Vergleichs mit den Eigenschaften ihrer Wirtsgalaxien ist der beste Weg, um zu verstehen, warum dieses Rätsel weiterhin besteht. Unsere neue Methode öffnet ein neues Fenster zu diesem Problem, und mit der nächsten Generation von Instrumenten wird es uns möglich sein.“ um dies im Laufe der kosmischen Zeit eingehend zu erforschen.

Ihr Artikel „A fundamental plane of black hole accretion at millimeterlengths“ wird in veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society: Briefeund die Ergebnisse liegen aktuell vor verfügbar auf der arXiv Preprint-Server.