Supermassereiches schwarzes Loch in Einzelgänger-Galaxie

Extrem massereiche schwarze Löcher können nicht nur in großen Galaxien­haufen wachsen, wie jetzt die Ent­deckung in einer Galaxie nicht allzu weit ent­fernt von unserer Milch­straße zeigt. Ein inter­nationales Astronomen­team analy­sierte Daten aus einer Beobachtung­kampagne zu masse­reichen Galaxien. Dabei fanden sie im Innern der Gruppen­galaxie NGC 1600 ein schwarzes Loch mit 17 Milliarden Sonnen­massen – eines der masse­reichsten schwarzen Löcher, das bis heute ge­funden wurde.

Fast alle Galaxien beherbergen in ihrem Zentrum ein masse­reiches schwarzes Loch – im Herzen unserer Milch­straße befindet sich ein eher kleineres mit vier Millionen Sonnen­massen. Tausend Mal schwerere schwarze Löcher als das in unserer Milch­straße brachten einst die weit entfernten Quasare im frühen Universum zum Leuchten. Diese Objekte, die selbst die Leucht­kraft ihrer Wirts­galaxien um viele Größen­ordnungen über­treffen, werden von der Energie gespeist, die frei wird, wenn Gas auf ein masse­reiches schwarzes Loch ein­fällt. Bisher konnte man die heute nicht mehr aktiven Nach­fahren dieser sehr großen schwarzen Löcher nur in gigan­tischen Galaxien in den Zentren von ge­waltigen Galaxien­haufen mit Hunderten von anderen Galaxien nach­weisen. Was aber wurde aus all den anderen akkre­tierenden schwarzen Löchern?

Eines davon – und ein äußerst massereiches – wurde nun im Zentrum der Galaxie NGC 1600 ge­funden. Die Astronomen analy­sierten Beob­achtungen aus dem MASSIVE-Survey, einer Beob­achtungs­kampagne zur Er­forschung der Struktur, Dynamik und Ent­stehungs­ge­schichte der hundert masse­reichsten ellip­tischen Galaxien in einer Ent­fernung von bis zu 350 Millionen Licht­jahren. Insbe­sondere unter­suchten die Astronomen die Geschwin­dig­keiten der Sterne in der Nähe des schwarzen Lochs, diese ver­glichen sie dann mit theo­retisch berech­neten Modellen von Stern­orbits, um die Masse des schwarzen Lochs zu be­stimmen.

Das erstaunliche an er Entdeckung ist nicht nur die große Masse des schwarzen Lochs, sondern die Tatsache, dass NGC 1600 Teil einer relativ kleinen Gruppe von nur wenigen Galaxien ist. „Das ist das erste Mal, dass wir ein der­art masse­reiches schwarzes Loch in einer so iso­lierten Galaxie finden, und nicht in einem großen Galaxien­haufen“, sagt Jens Thomas vom MPI für extra­terres­trische Physik. „Andere Galaxien mit sehr masse­reichen schwarzen Löchern befinden sich in der Regel in Regionen des Uni­versums mit einer hohen Massen­dichte, in Galaxien­haufen mit vielen anderen Galaxien.“ NGC 1600 ist mit Abstand die hellste Galaxie in ihrer kleinen Gruppe und über­strahlt die anderen Mit­glieder um min­destens das Drei­fache. Um so groß zu werden, könnte diese Galaxie bereits früh mit anderen, nahen Galaxien und deren schwarzen Löchern ver­schmolzen sein.

Das schwarze Loch in NGC 1600 das erste Beispiel, wie der Nach­fahre eines leuch­tenden Quasars in einer relativ iso­lierten Galaxie heute aus­sehen könnte. Es gibt durch­aus weitere Galaxien ver­gleich­barer Größe in ähn­lichen, eher durch­schnittlich großen Galaxien­gruppen. Im Moment wissen die Forscher noch nicht, ob auch diese Galaxien so masse­reiche schwarze Löcher haben. Die weiter laufenden Beob­achtungen des Teams werden in Kürze zeigen, ob die Astronomen einfach eine unge­wöhnliche Galaxie ent­deckt haben, oder ob es sich um die Spitze eines Eis­bergs handelt.

MPE / RK