Ein großangelegtes Projekt zur „Zählung“der wichtigsten Schwergewichte unseres Universums – supermassive Schwarze Löcher – hat begonnen. Die während der ersten Vermessung gewonnenen Informationen kamen für Astronomen völlig überraschend.
Das überlagerte Foto des Mondes ermöglicht es uns, die Größe der untersuchten Himmelsregion abzuschätzen
Dieses Bild des Himmels wurde aus einer Kombination von Daten gewonnen, die von umlaufenden Teleskopen – dem Chandra-Röntgen- und Infrarot-Spitzer – sowie mehreren bodengestützten Observatorien, die im optischen Bereich arbeiten, gesammelt wurden. Jedes der vielen leuchtenden Objekte, die auf dem Bild zu sehen sind, ist ein Schwarzes Loch mit einer Masse von einigen Millionen bis zu einigen Milliarden Sonnenmassen. Beim Fallen auf die Oberfläche eines Schwarzen Lochs beschleunigt sich die Materie unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft, erwärmt sich und beginnt aktiv in einem breiten Spektrum elektromagnetischer Wellen zu strahlen. Besonders hell sind die Nachbarschaften von supermassiven Schwarzen Löchern, die oft im Zentrum von Galaxien zu finden sind. Solche Objekte werden aktive galaktische Kerne genannt. Ihre Erforschung ist eine der Aufgaben mit höchster Priorität der modernen Astronomie.
Wie Ryan Hickox vom Harvard-Smithsonian Astrophysical Center sagte: „Wir wollen eine Zählung der massereichsten Schwarzen Löcher im Universum durchführen, um ihr Verh alten und ihre Gewohnheiten besser zu verstehen. Dazu haben wir eine spezielle Suchtaktik entwickelt. Typischerweise scannen Teleskope sehr kleine Bereiche des Himmels über lange Zeiträume, um entfernte Objekte zu erkennen. Das heißt, es wird mit der längsten Belichtung gedreht und hat einen sehr lokalen Charakter. Um jedoch die massereichsten Schwarzen Löcher zu kartieren, verwendeten die Wissenschaftler das umgekehrte Schema: Umlaufende Observatorien scannten große Bereiche des Weltraums in einem Modus mit geringer Belichtung. Die Helligkeit eines aktiven galaktischen Kerns hängt direkt von der Masse des in seinem Zentrum liegenden Schwarzen Lochs ab. Je heller das Objekt ist, desto weniger müssen Sie gleichzeitig den ausgewählten Bereich des Himmels aufnehmen, damit er im endgültigen Bild erscheint. Daher ermöglichte das Fotografieren mit einer langen Verschlusszeit den Wissenschaftlern, Objekte herauszufiltern, die nicht massiv genug waren.
Die erzielten Ergebnisse weichen vom traditionellen Modell ab, wonach schwarze Löcher von einer torusförmigen Gas- und Staubwolke umgeben sein sollten. Die Theorie besagt, dass dieser gasförmige Ring einen Teil der Strahlung des aktiven galaktischen Kerns von uns abh alten kann. Daher erwarteten die Astronomen bei einem erheblichen Teil der fotografierten Schwarzen Löcher verschiedene Abstufungen dieser Absorption, von vollständiger Offenheit bis hin zu vollständiger Verdunkelung, mit einem Überwiegen von Zwischenoptionen. „Anstelle einer Normalverteilung haben wir festgestellt, dass Schwarze Löcher entweder vollständig offen oder hinter einem dichten Gasschleier verborgen sind. Es gibt praktisch keine Zwischenformen, und man fragt sich, wie angemessen wir uns die Umgebung eines Schwarzen Lochs vorstellen“, bemerkt Ryan Hickox.
Insgesamt wurden während der Studie mehr als 600 dunkle und 700 offene galaktische Kerne gefunden, die sich in einer Entfernung von 6 bis 11 Milliarden Lichtjahren von uns befinden. Die anfängliche Identifizierung dieser Objekte erfolgte mit einem Infrarot-Spitzer, danach wurden die gefundenen Kandidaten mit dem Chandra-Röntgenobservatorium überprüft. Wie Wissenschaftler anmerken, eignet sich diese Methode besonders zum Nachweis von Dunkeltyp-AGN.
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