Hungerndes schwarzes Loch

Im Zentrum vieler Galaxien findet sich ein supermasse­reiches schwarzes Loch, das den Galaxien­kern extrem hell leuchten lässt. Solche aktiven Galaxien zählen zu den hellsten Objekten im Universum. Heiße Materie, die in das schwarze Loch hinein­fällt, ist die Ursache für das helle Leuchten. Das bei dieser Akkretion ent­stehende helle Licht kann sehr unter­schied­lich sein, Astro­nomen unter­scheiden daher mehrere Typen von aktiven Galaxien.

Manche Galaxien scheinen sich im Laufe von nur zehn Jahren drama­tisch zu ver­ändern. Die aktive Galaxie Marka­rian 1018 sticht besonders hervor, da sie ihren Typ inner­halb der letzten fünf Jahre bereits zum zweiten Mal geändert hat und inzwischen wieder zum selben Typ zählt wie zu Beginn. Nur bei einer Hand­voll Galaxien wurde solch ein kompletter Ver­ände­rungs­zyklus beob­achtet, jedoch wurde keine davon bisher genau unter­sucht.

Die Entdeckung der unbeständigen Natur von Markarian 1018 geschah zu­fällig im Rahmen des „Close AGN Refe­rence Survey“ CARS, einem Gemein­schafts­projekt der Europä­ischen Süd­stern­warte ESO und anderer Organi­sa­tionen, das zum Ziel hat, Infor­ma­tionen über vierzig nahe aktive Galaxien zu sammeln. „Wir waren ver­blüfft, solch eine seltene und drama­tische Verän­derung in Marka­rian 1018 zu beob­achten”, sagt Rebecca McElroy von der Uni­ver­sity of Sydney.

Die zufällige Beobachtung der Galaxie so kurz nachdem sie anfing, zu ver­blassen, war eine unvor­her­ge­sehene Mög­lich­keit etwas darüber zu er­fahren, wie Galaxien ticken, erklärt CARS-Projekt­leiter Bernd Huse­mann: „Wir sind froh, dass wir dieses Ereignis nur drei bis vier Jahre nach Beginn der Hellig­keits­ab­nahme ent­deckt haben, sodass wir mit einer Über­wachungs­kampagne beginnen konnten, um die physika­lischen Details der Akkre­tions­prozesse aktiver Galaxien zu unter­suchen, die ansonsten nicht erforscht werden könnten.“

Für das Team hatte es fortan oberste Priorität, genau heraus­zu­finden, welcher Prozess dafür sorgt, dass sich die Hellig­keit von Marka­rian 1018 so plötzlich und stark ändert. Dafür kommen eine Reihe astro­physi­ka­lischer Ereignisse in Frage. Zunächst konnte das Team aus­schließen, das Gas, das in die Sicht­linie getreten ist, für die Ver­dunk­lung ver­ant­wort­lich ist. Weitere Beob­ach­tungen mit dem Welt­raum­tele­skop Hubble und dem Röntgen­satel­liten Chandra lieferten schließ­lich die Lösung des Rätsels: Das schwarze Loch verblasste langsam, da ihm die Materie aus­ging und es dem­zu­folge nichts mehr akkre­tieren konnte.

„Es ist möglich, dass es langsam ver­hungert, da der Zufluss neuer Materie unter­brochen wurde“, sagt McElroy. „Eine reiz­volle Möglich­keit wäre, dass der Grund dafür Wechsel­wirkungen mit einem zweiten super­masse­reichen schwarzen Loch sind“. Solch ein Doppel­system aus schwarzen Löchern ist eine klare Option in Marka­rian 1018, da die Galaxie das End­produkt einer Ver­schmelzung zweier großer Galaxien ist – von denen jede wahr­schein­lich ein super­masse­reiches schwarzes Loch im Zentrum beher­bergt hatte. Die Erforschung der Mecha­nismen, die in aktiven Galaxien wie Marka­rian 1018 am Werk sind und dafür sorgen, dass die Galaxie ihre Erscheinung ändert, geht also weiter. „Laufende Beob­achtungs­kampagnen mit Tele­skopen der ESO und anderen Ein­rich­tungen werden es uns ermög­lichen“, so Huse­mann, „die auf­regende Welt verhun­gernder schwarzer Löcher und sich verän­dernden aktiver Galaxien genauer zu erkunden.“

ESO / RK