James Webb: Schwarzes Loch entzieht seiner Galaxie die Nahrungsquelle
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Cambridge hat mit dem Weltraumteleskop James Webb (JWST) die Galaxie GS-10578, auch Pablos Galaxie genannt, untersucht(öffnet im neuen Fenster) . Wie die meisten großen Galaxien hat sie ein supermassereiches schwarzes Loch in ihrem Zentrum. Die Galaxie ist jedoch im Wesentlichen tot, es entstehen in ihr kaum noch neue Sterne.
GS-10578 ist etwa so groß wie die Milchstraße ungefähr zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall. Sie ist 11,5 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt, wir sehen sie also so, wie sie etwa 2,3 Milliarden Jahre nach dem Urknall war. Die Gesamtmasse von Pablos Galaxie beträgt etwa das 200-Milliardenfache der Masse unserer Sonne und die meisten ihrer Sterne entstanden vor 12,5 bis 11,5 Milliarden Jahren.
"Im frühen Universum bilden die meisten Galaxien viele Sterne, daher ist es interessant, zu diesem Zeitpunkt eine so massive tote Galaxie zu sehen" , erklärte Mitautor Roberto Maiolino (Kavli-Institut für Kosmologie, Cambridge) in einer Pressemitteilung(öffnet im neuen Fenster) . "Wenn sie genug Zeit hatte, um diese massive Größe zu erreichen, muss der Prozess, der die Sternentstehung gestoppt hat, wahrscheinlich relativ schnell abgelaufen sein."
Schwarzes Loch tötet seine Galaxie
Mit dem JWST stellte das Forschungsteam fest, dass die Galaxie große Mengen an Gas mit einer Geschwindigkeit von etwa 1.000 Kilometern pro Sekunde ausstößt. Das ist schnell genug, um der Anziehungskraft der Galaxie zu entkommen. Diese schnellen Winde werden durch das schwarze Loch aus der Galaxie herausgeschleudert.
Wie andere Galaxien mit akkretierenden schwarzen Löchern hat auch Pablos Galaxie schnell ausströmende Winde aus heißem Gas, aber diese Gaswolken sind dünn und haben wenig Masse. Webb entdeckte eine neuen Windkomponente, die mit früheren Teleskopen nicht sichtbar war. Dieses Gas ist kälter, damit dichter und es sendet kein Licht aus.
Es wird mehr Gas ausgestoßen, als die Galaxie benötigen würde, um weiterhin neue Sterne zu bilden. Im Wesentlichen lasse das schwarze Loch die Galaxie verhungern, erklärte das Forschungsteam.
Modelle sagen voraus, dass das Ende der Sternentstehung einen heftigen, turbulenten Effekt auf Galaxien hat und dabei ihre Form zerstört. Aber die Sterne in der scheibenförmigen Galaxie GS-10578 bewegen sich immer noch in geordneter Weise, was darauf hindeutet, dass dies nicht immer der Fall ist.
"Wir wussten, dass schwarze Löcher einen massiven Einfluss auf Galaxien haben, und vielleicht ist es üblich, dass sie die Sternentstehung stoppen, aber bis zu Webb konnten wir dies nicht direkt bestätigen" , sagte Maiolino.
Zur Studie
Die Studie wurde am 16. September 2024 in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht: A fast-rotator post-starburst galaxy quenched by supermassive black-hole feedback at z = 3(öffnet im neuen Fenster) (Eine schnell rotierende Post-Starburst-Galaxie, die durch die Rückkopplung eines supermassereichen schwarzen Lochs bei z = 3 zur Stagnation gebracht wurde).