Entdeckung des Ursprungs des schwersten Objekts im Universum

Laut Live Science hat ein Forschungsteam des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics durch Simulationen ein schwarzes Loch mit der 300 Milliardenfachen Masse unserer Sonne erzeugt.

Die Simulation wurde durchgeführt, um den Ursprung von Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien zu finden, die eine Masse haben, die zehn Milliarden Mal so groß ist wie die der Sonne. Zusätzlich zu den bekannten supermassereichen Schwarzen Löchern entdecken Wissenschaftler gelegentlich supermassereiche Schwarze Löcher mit Massen, die weit über das menschliche Vorstellungsvermögen hinausgehen. Sie werden oft als die schwersten Objekte im Universum bezeichnet.

Simulation der Kombination von drei Quasarsystemen, durchgeführt von Harvard-Smithsonian. (Foto: Harvard-Smithsonian)

Ein typisches Beispiel: Im Jahr 2019 beobachteten Wissenschaftler erstmals das Phänomen, dass drei Galaxien miteinander kollidierten und die supermassereichen Schwarzen Löcher in ihren Zentren in eine Umlaufbahn gebracht wurden, in der sie miteinander verschmelzen. Die Kollision ereignete sich fast 1 Milliarde Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternensystem SDSS J084905.51+111447.2. Um dieses Phänomen zu beobachten, müssen Astronomen sowohl erdgebundene Teleskope als auch Weltraumteleskope verwenden.

Mithilfe einer hochauflösenden kosmologischen Simulation namens ASTRID modellierte das Harvard-Smithsonian-Team die Entwicklung des Universums, wie es vor etwa 11 Milliarden Jahren entstand. In der Simulation wurde das Team Zeuge der Geburt eines supermassereichen Schwarzen Lochs nach der Verschmelzung dreier Galaxien. Jede dieser Galaxien enthält ihren eigenen Quasar, ein supermassereiches Schwarzes Loch, das Materie ansaugt und intensive Strahlung aussendet, deren Helligkeit alle Sterne in ihren Wirtsgalaxien zusammen überstrahlen kann.

Wenn das Quasar-Trio aufeinandertrifft, bildet es ein noch größeres Schwarzes Loch und löst einen „Rausch“ der Massenanziehung aus, der es dem kombinierten Objekt ermöglicht, einen supermassiven Zustand zu erreichen.

„Wir haben ein sehr seltenes System mit einem dreifachen Quasar am kosmischen Mittag gefunden – etwa 11 Milliarden Jahre bevor Galaxien und supermassive Schwarze Löcher ihre maximale Aktivität erreichten“, sagte Dr. Yueying Ni, der das Forschungsteam leitete.

„Das System besteht aus drei Quasaren, die von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden, von denen jedes die zehnfache Masse unserer Milchstraße hat“, fügte er hinzu.

Supermassive Schwarze Löcher auf Kollisionskurs, als drei Galaxien im Sternensystem SDSS J084905.51+111447.2 kollidieren. (Foto: NASA)

Supercomputersimulationen zeigen, dass drei Galaxien mit supermassiven Schwarzen Löchern in ihren Zentren zu einer Galaxie verschmelzen, in deren Zentrum sich ein „supermassives“ Schwarzes Loch befindet.

Die Simulationen des Teams zeigen, dass die Verschmelzung dreier Quasare 150 Millionen Jahre dauerte und das massereichste Schwarze Loch der gesamten Simulation schuf, mit einer Masse, die 300 Milliarden Mal größer ist als die unserer Sonne und sogar größer als die aller Sterne der Milchstraße zusammen.

Laut Herrn Yueying Ni ist die Kombination eines dreifachen Quasarsystems und der Kollision dreier Galaxien äußerst selten. Dies erklärt, warum es den Wissenschaftlern nicht gelungen ist, sie zu entdecken oder die Entstehung eines supermassereichen Schwarzen Lochs bei einem solchen Ereignis zu beobachten.

Die Forschungsergebnisse des Harvard-Smithsonian-Teams wurden am 30. November 2022 im Astrophysical Journal veröffentlicht.

Tra Khanh (Quelle: Live Science)

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Quelle: https://vtc.vn/phat-hien-nguon-goc-vat-the-nang-nhat-vu-tru-ar747948.html