Trio Von Schwarzen Löchern Verändert Raum-Zeit

Szenario mit drei supermassereichen Schwarzen Löchern, von denen sich selbst Zwei in extrem geringem Entfernung voneinander umkreisen. Durch den Einfluss des nahen Begleiters wird dabei die Richtung, in die Materiejets abgestrahlt werden, verändert (helikale Kurve in Blau). Das dritter Schwarze Loch ist ebenfalls Einzelteil des Systems, nichtsdestotrotz in hauptsächlich größerem Abstand. Die Richtung die dort abgestrahlten Jets (in Rot) wird also nicht verändert. | Copyright: Roger Deane (großes Bild); NASA Goddard (Inset unten links, gegenüber die Vorbild verändert)

Bonn (Deutschland) - Astronomen haben beliebig System von gleich drei einander umkreisenden supermassereichen Schwarzen Löcher in einer fernen Galaxie entdeckt. Es handelt sich selbst dabei etwa das bisher kleinste gefundene Trio solcher Objekte. Die Entdeckung lässt vermuten, dass derartige Systeme weitaus häufiger geschehen als bisher angenommen.

- Bei dieser Meldung handelt es sich selbst etwa eine Presseinformation des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn, mpifr-bonn.mpg.de

Ein internationales Forscherteam, darunter Hans-Rainer Klöckner (MPIfR), hat VLBI-Beobachtungen bei mehreren Frequenzen durchgeführt, etwa die beiden eng benachbarten Schwarzen Löcher hinein Detail zu untersuchen. Bei diesen Beobachtungen war das Radioteleskop Effelsberg hinein Reichweite des Europäischen VLBI-Netzwerks (EVN) beteiligt.

Es wird angenommen, dass die Verschmelzung („Merger“) von Galaxien bei deren Entwicklung eine wichtige Rolle spielt. Dadurch sollten bei einigen Galaxien zu bestimmten Zeiten auch Mehrfachsysteme von supermassereichen Schwarzen Löchern auftreten. Das hier untersuchte Objekt wurde hinein Reichweite die Sloane-Himmelskartierung (Sloane Digital Sky Survey, SDSS) entdeckt sowie trägt die Katalognummer SDSS J1502+1115. Es handelt sich selbst dabei etwa einen Quasar, den Kernbereich einer aktiven Galaxie mit die Rotverschiebung von z = 0.39, das entspricht einer Entfernung von mehr als vier Milliarden Lichtjahren. In dieser Galaxie wurde beliebig Dreifachsystem von supermassereichen Schwarzen Löchern mit einem Ausmaß von 25.000 Lichtjahren entdeckt, wobei Zwei Komponenten einander in einem extrem geringen Entfernung von weniger als 500 Lichtjahren umkreisen.

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"Das Außergewöhnliche für mir dabei ist, dass diese beiden Schwarzen Löcher einen extremen Region von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie erfassen; sie umkreisen einander mit gleich 300facher Schallgeschwindigkeit", sagt Roger Deane von die Cape-Town-Universität in Südafrika, die Erstautor die Veröffentlichung. "Und nicht nur das, durch die Kombination die von Radioteleskopen auf vier Kontinenten empfangenen Signale konnten wir dieses exotische Sternsystem in einer Entfernung erkunden, die einem Drittel die kompletten Wegstrecke durch das Universum entspricht. Ich finde es aufregend, dass wir damit grad mal eingeschaltet die Oberfläche einer ganzen Liste zukünftiger Entdeckungen gekratzt haben, die durch das "Square Kilometre Array" möglich werden."

Die Untersuchung derartiger Galaxiensysteme ist in mehrfacher Hinsicht von Interesse. Bei die Galaxienentwicklung spielen Schwarze Löcher eine wichtige Rolle, sowie die Verschmelzung von Schwarzen Löchern dürfte dafür den Schlüssel darstellen. Darüber hinaus stellen massereiche Systeme, die einander in so geringem Entfernung umkreisen, später die Allgemeinen Relativitätstheorie eine Ursprung von Gravitationswellen dar. Die zukünftigen Radioteleskope wie das „Square Kilometre Array“ (SKA) werden die Gravitationswellen durch das Schrumpfen die Umlaufbahnen unmittelbar vermessen können.

Im Moment weiß man noch rechts bisschen ober Systeme von Schwarzen Löchern in so geringem Entfernung voneinander sowie ober die unmittelbar abgestrahlten Gravitationswellen. "Unsere Entdeckung lässt nicht nur vermuten, dass dermaßen stark zusammenstehende Paare von Schwarzen Löchern viel häufiger geschehen als original angenommen, sondern auch, dass Radioteleskope wie MeerKAT in Republik Südafrika oder das afrikanische VLBI-Netzwerk geradewegs zur Entdeckung sowie zum Verständnis die Signale von Gravitationswellen beitragen werden", sagt Matt Jarvis, Professor in Oxford sowie eingeschaltet die Western-Cape-Universität. "In Zukunft wird uns das SKA das Auffinden sowie die detaillierte Untersuchung solcher Systeme hinein Detail ermöglichen, sowie damit beliebig hauptsächlich besseres Verständnis dafür, in welchem Maße massereiche Schwarze Löcher zur Schulung sowie Entwicklung von Galaxien in die Erzählung des Universums beitragen."

Die VLBI-Beobachtungstechnik war ausschlaggebend für die Entdeckung die beiden inneren Schwarzen Löcher; es handelt sich selbst dabei etwa das Paar mit dem zweitkleinsten bisher bekannten Entfernung zwischen supermassereichen Schwarzen Löchern. Roger Deane sowie seine Ko-autoren zeigen, dass beliebig solches Paar von Schwarzen Löchern sich selbst auch durch Beobachtungsergebnisse auf hauptsächlich größerer Längenskala verrät. Die Bahnbewegung des Schwarzen Lochs verrät sich selbst in die Orientierung die Materiestrahlen oder Jets, die dann nicht mehr linear abgestrahlt werden, sondern eine deutliche Verbiegung in eine helix- oder korkenzieherförmige Gestalt aufweisen. Wenn beide Komponenten jetzt so stark zusammenstehen, dass sie selbst mit den besten Teleskopen nicht mehr separat werden können, gewähren die verbogenen Jets stets noch einen Rückschluss auf das zentrale System, ähnlich wie bei einer Leuchtfackel zur Bestimmung die Stellung auf hoher See. Dadurch tut sich selbst beliebig erfolgversprechender Strecke auf, mit empfindlichen Radioteleskopen die Zukunft wie MeerKAT sowie vor allem dem SKA binäre Schwarze Löcher noch hauptsächlich effektiver aufzuspüren.

"Wir haben damit sozusagen die erste Stecknadel hinein Heuhaufen des mittelalten Universums aufgespürt, sowie ich hoffe, dass wir noch hauptsächlich mehr davon sowie vor allem noch dichter zusammenstehende Paare von Schwarzen Löchern preisgeben werden", schließt Hans-Rainer Klöckner vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Ko-Autor die Veröffentlichung.

"Diese engen Binärsysteme können uns nicht nur etwas darüber verraten, wie Schwarze Löcher anwachsen sowie wie sie die Raum-Zeit in ihrer Milieu beeinflussen, sondern auch etwas zum Verständnis des Zusammenspiels zwischen den Jets sowie die Akkretionsscheibe in die unmittelbaren Milieu die Schwarzen Löcher beitragen." Die neue Entdeckung ist beliebig hervorragendes Beispiel dafür, wie Radioastronomie in unserer Zeit abläuft: als enge Kooperation hinein Reichweite eines internationalen Teams, wobei Beobachtungsdaten von unterschiedlichen, ober die ganze Erdboden verteilten Instrumenten zum Resultat beitragen.

In Zukunft ist diesbezüglich noch eine Menge mehr zu erwarten, vor allem durch das SKA, das bei weitem größte Radioteleskop, das zur Zeit in internationaler Kooperation konzipiert wird. Es bleibt zu hoffen, dass in BRD dieses Aufgabe auch in Zukunft unterstützt wird sowie sich selbst Forscher sowie Ingenieure weiterhin beim SKA-Projekt beteiligen können.

Quelle: mpifr-bonn.mpg.de

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