Das supermassive Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße “rülpst” regelmäßig einen “Mini-Jet” in den Weltraum.
Das supermassereiche Schwarze Loch der Milchstraße, bekannt als Sagittarius A* (Sgr A*), ist über 4 Millionen Mal massereicher als unsere Sonne. Seine starke Anziehungskraft zieht nahegelegene Sterne und Gaswolken in seine Akkretionsscheibe. Ein Teil dieses einfallenden Materials wird dann überhitzt und als schmale Strahlen, auch Jets genannt, aus dem Schwarzen Loch ausgestoßen.
Überreste dieses “lötlampenähnlichen Strahls” sind mehrere tausend Jahre alt. Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA konnte den Jet jedoch nicht explizit fotografieren. Stattdessen zeigen Beobachtungen des Weltraumteleskops Beweise dafür, dass eine glühende Wasserstoffwolke in der Nähe des Schwarzen Lochs von einem explosiven Ausbruch getroffen wurde, so eine Erklärung der Weltraumbehörde.
Video: Das supermassive Schwarze Loch der Milchstraße hat einen „Lötbrenner-ähnlichen“ Strahl
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Es wird angenommen, dass dieser explosive Ausbruch ein ausströmender Materialstrahl ist, der gelegentlich in den Weltraum schießt, wenn Material wie nahe Gaswolken in das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße fällt. Wenn sich der Jet vom Schwarzen Loch wegbewegt, kollidiert er mit der Wasserstoffwolke und interagiert so mit dem Gas, dass mehrere Ströme expandierender Blasen entstehen, die sich laut Aussage etwa 500 Lichtjahre in den galaktischen Halo erstrecken.
“Die Ströme sickern aus der dichten Gasscheibe der Milchstraße”, sagte Alex Wagner, Mitautor der Studie und Forscher der Tsukuba-Universität in Japan, in der Erklärung. “Der Jet divergiert von einem Bleistiftstrahl in Ranken, wie bei einem Oktopus.”
Einen schwer fassbaren Jet finden
Frühere Forschungen aus dem Jahr 2013 mit Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA und des Jansky Very Large Array-Teleskops in New Mexico ergaben Hinweise auf einen südlichen Jet in der Nähe des Schwarzen Lochs, der ebenfalls in der Nähe des Schwarzen Lochs in Gas schoss.
In dieser neuen Studie suchten Forscher mit Daten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA und des ALMA-Observatoriums (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) in Chile nach Spuren eines nördlichen Gegenjets. Während die ALMA-Beobachtungen ein schmales lineares Merkmal zeigten, das sich vom Schwarzen Loch 15 Lichtjahre in die molekulare Gaswolke erstreckt, erfassen Hubble-Infrarotbilder eine leuchtende, sich aufblasende heiße Gasblase, die sich mindestens 35 Lichtjahre vom Schwarzen Loch entfernt ausrichtet mit dem schmalen Strahl.
Indem sie Beweise für den schwer fassbaren Jet zusammensetzen, schlagen die Forscher vor, dass das Schwarze Loch jedes Mal “Mini-Jets” ausstößt, wenn es etwas Massives wie eine Gaswolke verbraucht. Die Wechselwirkung zwischen dem Strahl und dem umgebenden Wasserstoffgas wiederum bläst die Blase auf. Die Forscher konnten ihre Erkenntnisse mit Supercomputermodellen simulierter Jet-Ausströmungen reproduzieren, heißt es in der Erklärung.
Fermi Gammastrahlenblasen
Hubble und andere Teleskope haben zuvor Beweise gefunden, die darauf hindeuten, dass das Schwarze Loch der Milchstraße vor etwa 2-4 Millionen Jahren einen Ausbruch hatte, der ein massives Blasenpaar erzeugte, das über unserer Galaxie leuchtet, auch bekannt als Fermi-Gammastrahlenblasen.
„Unser zentrales Schwarzes Loch hat in den letzten Millionen Jahren eindeutig um das 1-Millionenfache an Leuchtkraft zugenommen“, sagte Wagner in der Erklärung. “Das reichte für einen Jet, um in den galaktischen Halo einzuschlagen.”
Ähnliche Beweise wurden in einer aktiven Spiralgalaxie namens NGC 1068 gefunden, die 47 Millionen Lichtjahre entfernt liegt. Diese Galaxie hat laut Aussage auch eine Reihe von Blasenmerkmalen, die entlang eines Ausflussjets aus ihrem zentralen Schwarzen Loch ausgerichtet sind.
„Eine Bugschockblase an der Spitze des NGC 1068-Ausflusses fällt mit dem Ausmaß des Fermi-Blasenstarts in der Milchstraße zusammen“, sagte Gerald Cecil, Hauptautor der Studie und Forscher der University of North Carolina in Chapel Hill in der Aussage. “NGC 1068 könnte uns zeigen, was die Milchstraße während ihres großen Stromstoßes vor mehreren Millionen Jahren tat.”
In der neuen Studie wurden Hubble-Daten verwendet, um die Expansionsgeschwindigkeit und Zusammensetzung der Fermi-Gammastrahlenblasen der Milchstraße besser zu verstehen. Bilder des Hubble-Teleskops zeigten, dass der Ausbruch des Schwarzen Lochs der Milchstraße so stark war, dass er eine gasförmige Struktur namens Magellanischer Strom beleuchtete, die 200.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt liegt. Die Explosion war so stark, dass noch heute Gas von diesem Ereignis glüht, heißt es in der Erklärung.
Während das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße derzeit ausgeschaltet ist, ist der verbleibende “Mini-Jet” nahe genug, um schnell wieder zu entzünden, falls das Schwarze Loch wieder hochfährt, sagten die Forscher in der Erklärung.
“Das Schwarze Loch muss seine Leuchtkraft in dieser Zeit nur um das Hundertfache steigern, um den Jet-Kanal wieder mit emittierenden Teilchen zu füllen”, sagte Cecil in der Erklärung. “Es wäre cool zu sehen, wie weit der Jet bei diesem Ausbruch vordringt. Um in die Fermi-Gammastrahlenblasen zu gelangen, müsste der Jet Hunderttausende von Jahren durchhalten, da jede dieser Blasen einen Durchmesser von 50.000 Lichtjahren hat!”
Diese Ergebnisse wurden am 6. Dezember im The Astrophysical Journal veröffentlicht.
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