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Campus Göttinger Forscher entdecken drittes Schwarzes Loch
Campus Göttinger Forscher entdecken drittes Schwarzes Loch
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14:00 22.11.2019
Die Galaxie NGC 6240. Das nördliche Schwarze Loch und ein südliches waren zuvor bekannt. Quelle: Universität Göttingen
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Göttingen

Ein internationales Forscherteam der Universität Göttingen und des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) hat erstmals drei supermassereiche Schwarze Löcher im Kern der Galaxie NGC 6240 nachgewiesen. Zuvor wurde angenommen, es gebe bloß zwei Schwarze Löcher, so Prof. Wolfram Kollatschny vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen. Jedes weise eine Masse von mehr als 90 Millionen Sonnen auf.

Die in der Fachzeitschrift Astronomy& Astrophysics veröffentlichte Studie weist auf simultane Verschmelzungsprozesse bei der Entstehung der größten Galaxien im Universum hin: Drei Galaxien verschmolzen zur gleichen Zeit, mitsamt ihrer zentralen Schwarzen Löcher, so heißt es in der Studie.

Simultane Verschmelzung der größten Galaxien

Große Galaxien wie die Milchstraße bestehen typischerweise aus 100 bis 300 Milliarden Sternen und beherbergen in ihren Zentren ein Schwarzes Loch mit einer Masse von bis zu 100 Millionen Sonnen. Die Galaxie NGC 6240 wird aufgrund ihrer besonderen Form als irreguläre Galaxie bezeichnet. Bisher gingen Astronomen davon aus, dass sie durch die Kollision zweier kleinerer Galaxien entstanden ist und deswegen in ihrem Kern zwei Schwarze Löcher beheimatet. Die Vorgängergalaxien bewegten sich mit Geschwindigkeiten von einigen 100 Kilometern pro Sekunde aufeinander zu und befinden sich immer noch im Verschmelzungsprozess. Das für kosmische Verhältnisse nahe, in allen Wellenlängenbereichen eingehend studierte Galaxiensystem in einer Entfernung von etwa 300 Millionen Lichtjahren, galt bisher als Prototyp für die Wechselwirkung von Galaxien.

Die Entdeckung dieses Dreifachsystems sei von grundsätzlicher Bedeutung, um die zeitliche Entwicklung von Galaxien zu verstehen, teilten die Wissenschaftler mit. Bisher war nicht erklärbar, wie sich die größten und massereichsten Galaxien, gebildet haben. Das bekannte Universum ist 14 Milliarden Jahre alt – das Anliegen der Wissenschaftler war es, zu ergründen, ob sich die Galaxien aufgrund einer normalen Wechselwirkung und Verschmelzung in diesen Jahren entwickelt haben. „Wenn es jedoch auch zu simultanen Verschmelzungsprozessen mehrerer Galaxien kam, konnten sich die größten Galaxien mit ihren zentralen supermassereichen Schwarzen Löchern wesentlich schneller entwickeln“, fasst Dr. Peter Weilbacher vom AIP zusammen. „Unsere Beobachtungen liefern den ersten Hinweis auf dieses Szenario.“

Prof. Wolfram Kollatschny vom Institut für Astrophysik der Universität Göttingen ist Mitglied des Forscherteams. Quelle: Universität Göttingen

Technik ermöglichte Beobachtungen

Ein vergrößertes neues Bild mit hoher räumlicher Auflösung machte die Erkenntnisse möglich: Das „Very Large Telescope“ des European Southern Observatory in Chile sowie der „3D-MUSE-Spektrograf“ mit vier künstlich erzeugten Laser-Sternen und einem adaptiven Optik-System ermöglichte die Forschung. Die ausgeklügelte Technik liefert Bilder mit einer Schärfe wie das Weltraumteleskop Hubble, teilt die Pressestelle der Universität mit. Diese spektroskopischen Untersuchungen seien entscheidend für die Bestimmung der Bewegung und Massen der supermassereichen Schwarzen Löcher in NGC 6240 gewesen.

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die beobachtete, sich anbahnende Verschmelzung der supermassereichen Schwarzer Löcher in wenigen Millionen Jahren auch sehr starke Gravitationswellen erzeugen wird. In absehbarer Zukunft könnten Signale ähnlicher Objekte mit dem geplanten satellitengestützten Gravitationswellendetektor LISA vermessen und weitere verschmelzende Systeme entdeckt werden.

Von Anja Semonjek/ R

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