Powerhouse Black Hole bläst eine riesige Blase

Ein relativ kleines Schwarzes Loch erzeugt enorm starke Jets und erzeugt gleichzeitig eine riesige Blase aus heißem Gas. Das ungewöhnlichste Merkmal dieses bemerkenswerten Schwarzen Lochs ist jedoch nicht seine Energieabgabe, sondern Wie es strahlt Energie aus.

"Die Energieabgabe ist beeindruckend, aber vergleichbar mit der Röntgenhelligkeit sogenannter Ultraluminöser Röntgenquellen", sagte Manfred Pakull, der Hauptautor eines neuen Papiers, das heute in Nature veröffentlicht wurde. "Die Vorstellung, dass es Kraftwerke gibt, die den größten Teil ihrer Energie in Form von Jets (kinetische Energie) und nicht als Strahlung (Photonen) erzeugen, ist ziemlich neu."

Schwarze Löcher setzen bekanntermaßen eine unglaubliche Menge an Energie frei, wenn sie Materie verschlucken, und wie Pakull dem Space Magazine sagte, wurde früher angenommen, dass der größte Teil der Energie in Form von Strahlung, vorwiegend Röntgenstrahlen, austritt. Dieses neue gasblasende Schwarze Loch namens S26 zeigt jedoch, dass einige Schwarze Löcher mindestens genauso viel Energie und vielleicht noch viel mehr in Form von kollimierten Strahlen sich schnell bewegender Partikel freisetzen können.

"Dieses Schwarze Loch ist nur ein paar Sonnenmassen, aber es ist eine echte Miniaturversion der mächtigsten Quasare und Radiogalaxien", sagte Pakull, "die Schwarze Löcher mit Massen enthalten, die einige Millionen Mal so groß sind wie die der Sonne."

Dieses Objekt ist ein Mikroquasar, der aus zwei Objekten besteht – entweder einem weißen Zwerg, einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch, zusammen mit einem Begleitstern. Die Röntgenstrahlen werden durch Materie erzeugt, die von einer Komponente zur anderen fällt, und können Strahlen von Hochgeschwindigkeitspartikeln erzeugen. Die schnellen Jets schlagen in das umgebende interstellare Gas ein, erhitzen es und lösen eine expandierende Blase aus heißem Gas und ultraschnellen Partikeln aus, die bei unterschiedlichen Temperaturen kollidieren.

Von den rund einem Dutzend Mikroquasaren, die in der Milchstraße gefunden wurden, sind die meisten Blasen ziemlich klein – mit einem Durchmesser von weniger als 10 Lichtjahren. Aber dieser ist 1000 Lichtjahre breit. Außerdem ist dieser Mikroquasar zehnmal leistungsstärker als bisher gesehen.

Mit dem Very Large Telescope von ESO und dem Chandra-Röntgenteleskop der NASA konnten Pakull und sein Team die Bereiche beobachten, in denen die Jets in das interstellare Gas um das Schwarze Loch einschlagen, und sahen, dass sich die heiße Gasblase mit einer Geschwindigkeit von fast aufbläst eine Million Kilometer pro Stunde.

Die Jets sind ebenso beeindruckend, etwa 300 Parsec lang, und obwohl leistungsstarke Jets von supermassiven Schwarzen Löchern gesehen wurden, wurde angenommen, dass sie in der kleineren Mikroquasar-Variante weniger häufig sind. Diese neue Entdeckung könnte dazu führen, dass Astronomen andere Mikroquasare genauer betrachten.

"Die Länge der Jets in NGC 7793 ist erstaunlich im Vergleich zur Größe des Schwarzen Lochs, von dem aus sie gestartet werden", sagte Co-Autor Robert Soria. "Wenn das Schwarze Loch auf die Größe eines Fußballs geschrumpft wäre, würde sich jeder Jet von der Erde bis über die Umlaufbahn von Pluto hinaus erstrecken."

S26 befindet sich 12 Millionen Lichtjahre entfernt am Rande der Spiralgalaxie NGC 7793. Aufgrund der Größe und Expansionsgeschwindigkeit der Blase haben die Astronomen festgestellt, dass die Jet-Aktivität mindestens 200.000 Jahre andauern muss.

Was planen Pakull und sein Team bei all dieser unglaublichen Geschwindigkeit, Größe und Aktivität als die Zukunft dieses Mikroquasars?

"Ja, die Expansionsgeschwindigkeit (275 km / s) ist ziemlich beeindruckend, wird aber mit der Zeit abnehmen", sagte Pakull gegenüber dem Space Magazine. „Wenn es beispielsweise bei 70 km / s viel niedriger wäre, würde das schockierte Gas nicht so viel optisches Licht emittieren (zum Beispiel die Balmer-Wasserstoffserie), und wir hätten die Blase nicht erkannt. Die Zukunft von S26 hängt von der Entwicklung des zentralen Mikroquasars ab, der die Jets aussendet. Ich gehe davon aus, dass es noch 100.000 bis einige Millionen Jahre aktiv sein könnte. “

Pakull sagte, es sei interessant, sich vorzustellen, was passieren würde, wenn der Microqusar plötzlich aufhören würde, die Jets auszusenden. "Dann würde die Blase nicht plötzlich verschwinden, sondern noch einige 100.000 Jahre lang wie zuvor leuchten", sagte er. "Es würde einem Supernova-Überrest ähneln, wenn auch mit einem 100-mal höheren Energiegehalt."

Pakull fügte hinzu, dass diese neue Erkenntnis den Astronomen helfen wird, die Ähnlichkeit zwischen kleinen schwarzen Löchern aus explodierten Sternen und den supermassiven Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien zu verstehen, und er hofft, dass diese Arbeit theoretischere Arbeiten zur Energieerzeugung durch Schwarze Löcher anregen wird.

Quellen: ESO, E-Mail-Austausch mit Manfred Pakull.

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