SALT LAKE CITY – In einer Galaxie mit einem Durchmesser von mehreren Lichtjahren und einem Alter von mehr als 13 Milliarden Jahren liegt es auf der Hand, dass große astronomische Entdeckungen selten sind – und das ergibt überhaupt keinen Sinn.
Omega Centauri, eine globale Ansammlung von Millionen von Sternen, liegt in der Milchstraße – zum Zentrum hin ist es so dicht, dass es unmöglich wird, einzelne Sterne zu unterscheiden – und ist aus südlichen Breitengraden nur als winziger Punkt am Nachthimmel zu sehen.
Aber innerhalb dieses Clusters liegt etwas, wonach Astronomen seit fast einem Jahrzehnt gesucht und darüber debattiert haben, was eine neue Studie unter der Leitung von Forschern der University of Utah und des McPlanck Institute for Astronomy enthüllt: Omega Centauri ist die Heimat eines zentralen Schwarzen Lochs.
„Das ist eine einmalige Entdeckung in meiner Karriere. Ich war neun Monate lang begeistert davon. Jedes Mal, wenn ich darüber nachdenke, habe ich Schlafstörungen“, sagte Anil Seth, außerordentlicher Professor für Astronomie an der University of Utah und Co-Hauptforscher der Studie.
„Auf dem Niveau von Bigfoot.“
Die StadyEine am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie zeigte, dass Schwarze Löcher in unterschiedlichen Massenbereichen vorkommen.
Zu den häufigsten Schwarzen Löchern gehören stellare Schwarze Löcher, deren Masse von einer Sonnenmasse bis zu einigen zehn Sonnenmassen reicht, und supermassereiche Schwarze Löcher, deren Massen bis zu Milliarden Sonnenmassen betragen.
Zu den schwierigsten Dingen, die noch nicht mit Sicherheit nachgewiesen werden können, gehören Schwarze Löcher mittlerer Masse, die das Forscherteam entdeckt hat.
„Diese Schwarzen Löcher mittlerer Masse ähneln ein wenig den Schwarzen Löchern, die im Sternbild Bigfoot leben“, sagte Matthew Whitaker, ein Student an der University of Utah und Mitautor der Studie. „Sie zu entdecken ist wie das erste zu finden.“ Beweise für ein Schwarzes Loch – die Menschen werden Angst haben.“
„Nadel im Heuhaufen“
Dem Papier zufolge scheint Omega Centauri der Kern einer kleinen, separaten Galaxie zu sein, deren Entwicklung gestoppt wurde, als sie von der Milchstraße verschluckt wurde. Der aktuelle Stand der Galaxienentwicklung lässt darauf schließen, dass diese ersten Galaxien mittelgroße zentrale Schwarze Löcher enthielten, die im Laufe der Zeit gewachsen sind.
Aber wie beginnt man mit der Suche?
Seth und Nadine Neumeyer, Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut und Hauptforscherin der Studie, begannen 2019 erstmals mit der Erforschung, wie die Entstehungsgeschichte von Omega Centauri besser verstanden werden kann.
Sie erkannten, dass sie durch die Messung der Masse des Schwarzen Lochs endlich Fragen rund um das zentrale Schwarze Loch im Cluster klären könnten, wenn sie sich schnell bewegende Sterne um sein Zentrum herum finden könnten.
Diese Suche nach Sternen fiel in den Schoß von Maximilian Haberl, einem Doktoranden am Max-Planck-Institut. Haberle leitete die Entwicklung eines umfangreichen Katalogs von Sternbewegungen im Omega-Centauri-Haufen und maß die Geschwindigkeiten von 1,4 Millionen Sternen durch die Untersuchung von mehr als 500 Hubble-Bildern des Haufens.
Die Herausforderung bestand darin, dass die meisten Bilder, die Haberle zur Verfügung standen, dazu gedacht waren, Hubbles Instrumente zu kalibrieren, und nicht, um bahnbrechende wissenschaftliche Entdeckungen zu unterstützen.
Dank der über 500 Bilder erfüllte diese unbeabsichtigte Datensammlung jedoch ihren Zweck.
„Nach Hochgeschwindigkeitssternen zu suchen und ihre Bewegung zu dokumentieren, war wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen“, sagte Haberle. Am Ende verfügte Haberle nicht nur über den bislang vollständigsten Katalog der Bewegung der Sterne bei Omega Centauri, sondern er fand auch sieben Nadeln in seinem Archiv-Heuhaufen – sieben sich schnell bewegende Sterne in einer kleinen Region im Zentrum von Omega Centauri.
Entdeckung
Doch mit der Entdeckung dieser sieben Sterne endete die Arbeit nicht. Dank der Anwesenheit von sieben Sternen mit jeweils unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen konnten die Forscher die verschiedenen Effekte trennen und das Vorhandensein eines zentralen Sternhaufens in Omega Centauri mit der Masse von mindestens 8.200 Sonnen feststellen.
Darüber hinaus deuten die Bilder nicht auf sichtbare Objekte am Ort dieser zentralen Masse hin, wie es bei einem Schwarzen Loch zu erwarten wäre.
Weitere Analysen führten zu weiteren guten Nachrichten für das Team. Wie in der Arbeit erklärt wird, gehört der einzelne Hochgeschwindigkeitsstern im Bild möglicherweise nicht zu Omega Centauri. Möglicherweise handelt es sich um einen Stern außerhalb des Sternhaufens, der zufällig hinter oder vor dem Zentrum von Omega Centauri vorbeizieht. Andererseits können Beobachtungen von sieben solchen Sternen kein Zufall sein und lassen keinen Raum für andere Erklärungen als die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs.
Er starb.
Gehen Sie vorwärts
Das Team plant nun, auf seinen umfangreichen Erkenntnissen aufzubauen und den Kern von Omega Centauri weiter zu untersuchen. Seth leitet ein Projekt, das genehmigt wurde, um mit dem James Webb-Weltraumteleskop die Bewegung von Hochgeschwindigkeitssternen zur Erde hin oder von ihr weg zu messen.
wie Werkzeuge der Zukunft Fragen Sie, ob es möglich ist Suchen Sie die Sterne Ziel ist es, mit größerer Präzision als Hubble zu bestimmen, wie Sterne beschleunigen und wie sich ihre Umlaufbahnen biegen – obwohl dieses Projekt in den Händen künftiger Generationen von Forschern liegen wird.
Diese Entdeckung bestärkt jedoch die Annahme, dass Omega Centauri die Kernregion einer einstigen Galaxie ist, die vor Milliarden von Jahren von der Milchstraße verschlungen wurde.
Für alle, die direkt von den Forschern hören möchten: Seth wird die Ergebnisse des Teams am 8. August um 19 Uhr im Clarke Planetarium IMAX Theater in Salt Lake City vorstellen. Mittlerweile ist die vollständige Studie zu finden In Verbindung gebracht.
„Ich denke, außergewöhnliche Anschuldigungen erfordern außergewöhnliche Beweise. Das sind wirklich außergewöhnliche Beweise“, sagte Seth.