Schwarzes Loch stoppt Sternentstehung

In älteren Galaxien findet meist keine Sternentstehung mehr statt, obwohl dort oft noch genügend Gas vorhanden wäre, aus dem sich neue Sterne bilden könnten. Ein Forscherteam um Edmund Cheung von der Universität Tokio hat nun mithilfe von Beobachtungen der Gasbewegungen in einer alten Galaxie einen Mechanismus gefunden, der diese Tatsache erklären könnte. Demnach treibt das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie interstellare Winde an, die das Gas zu stark erhitzen, als dass sich daraus neue Sterne bilden könnten. Die Wissenschaftler stellen ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature“ vor.

Cheung und seine Kollegen nutzten nun Daten aus der Galaxiendurchmusterung „MaNGA“ – ein Programm des Sloan Digital Sky Survey –, um dem Rätsel der gestoppten Sternentstehung auf den Grund zu gehen. „Diese Durchmusterung erlaubt uns, Galaxien in allen drei Dimensionen zu beobachten, indem wir nicht nur kartieren, wie sie am Nachthimmel erscheinen, sondern auch wie sich die Sterne und das Gas in ihrem Inneren bewegen“, sagt Kevin Bundy von der Universität Tokio, der die MaNGA-Durchmusterung leitet. Aus den untersuchten Systemen wählten die Wissenschaftler eine alte Galaxie aus, die sie auf den Namen „Akira“ tauften. Dort findet zwar fast keine Sternentstehung mehr statt, sie enthält aber noch einen großen Anteil an heißem Gas. „Sterne bilden sich aus solchem Gas ein wenig so wie Regentropfen aus Wasserdampf kondensieren. In beiden Fällen muss dafür das Gas aber abkühlen, damit es überhaupt kondensieren kann. Bislang konnten wir nicht verstehen, was diese Abkühlung in vielen Galaxien verhindert“, sagt Michele Cappellari von der University of Oxford, die an der Studie beteiligt war. „Aber als wir die Gasströme im Computer modellierten, fanden wir heraus, dass das Gas aus dem Zentrum der Galaxie hinausgeblasen wird und damit der Anziehungskraft der Galaxie entkommt.“

Dafür verantwortlich sei das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum von Akira: Aufgrund der Wechselwirkung mit einer benachbarten Galaxie ist es aktiv und versammelt Materie um sich. Dabei entstehen energiereiche Partikelwinde, die das freie Gas in der Galaxie erhitzen oder aus dieser hinausblasen. Zwar stellen Galaxien wie Akira lediglich rund fünf Prozent der derzeit 700 bereits im Rahmen von MaNGA beobachteten Galaxien dar. Allerdings vermuten die Forscher, dass es sich dabei nicht um Einzelfälle handelt, sondern dass auch die Schwarzen Löcher anderer Galaxien zeitweise immer wieder aktiv werden könnten, sodass weitere Sternentstehung verhindert wird.