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Geheimnisvolle Gaswolken: So grillen Schwarze Löcher ihre Galaxien

Schwarze Löcher bewegen Gaswolken in ihren Galaxien.
Schwarze Löcher bewegen Gaswolken in ihren Galaxien.
Foto: iStock/Pitris
Im Herzen von Galaxien sitzen oftmals supermassive Schwarze Löcher. Sie erzeugen turbulente Gaswellen, die ihre Galaxienhaufen mit ungewöhnlicher Hitze auf Trab halten.

Es ist ein Ereignis, das bisher nicht von Forschern beobachtet werden konnte. Doch nun glauben sie, dass sie Schwarze Löcher dabei erwischt haben, wie sie heißes Gas in einer Galaxie erzeugen. Wie diese Gaswellen entstehen, war bislang ein Rätsel. Insbesondere wieso sie die heißen Temperaturen beibehalten. Nun könnten Wissenschaftler darauf eine Antwort gefunden haben.

Geheimnisvolle Gaswellen: So erzeugen Schwarze Löcher sie

Betrachtet man im Universum riesige Galaxiehaufen, sieht man dass in ihrem Kern Gas herumwirbelt. Es füllt den Zwischenraum zwischen Galaxien und Sternen aus. Bisher war es Forschern ein Rätsel wie dieses Gas solange heiß bleiben konnte. Denn normalerweise sollte es seine Energie viel schneller verlieren. Doch wie es scheint, hängt das Geheimnis der Gaswolken mit Schwarzen Löchern zusammen.

Die Schwerkraft einer solchen Gaswolke sollte eigentlich innerhalb von etwa einer Milliarden Jahren nach ihrer Entstehung zu einem Stern gebunden werden. Dieser Stern würde seinerseits ausbrennen und somit würde die Galaxie gemeinsam mit dem Stern sterben. Dieser Vorgang wird von Astrophysikern die "katastrophale Abkühlung" genannt. Doch wie sich zeigt, ist das nicht immer der Fall.

Erste Erklärung für die geheimnisvollen Gaswolken

2005 haben Forscher schon eine Erklärung für das Phänomen gefunden. In den Gaswolken befanden sich Blasen, das heißt, dass es sich dabei um riesige Hohlräume im Universum handelt. Teilweise sind diese so groß, wie unsere Milchstraße. Dadurch dass sich diese Blasen von den supermassiven Schwarzen Löchern wegbewegten, schienen sie die katastrophale Abkühlung, die sogenannte "catastrophic Cooling", zu verhindern.

Trotzdem blieb eine Frage offen: Wie konnte sich die Energie auf das Gas um die Blase herum übertragen? Forscher veröffentlichten nun im November 2019 einen Artikel, in dem sie berichteten, dass es zu Turbulenzen um die Blasen herum kommt. Wirbel werden von weiteren Wirbeln abgelöst. Mit der Zeit erreicht das chaotische Verhalten eine mikroskopische Ebene und wird als Wärme abgeführt.

Schwarze Löcher: Die wichtigsten Fakten zu den mysteriösen Riesen
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Turbulenzen in den Gaswolken

Man kann sich das wie einen Löffel vorstellen, der den heißen Tee umrührt. Nimmt man den Löffel aus der Tasse, bewegt sich der Tee weiter in einem Strudel. Hört der Wirbel auf sich zu drehen, hat sich die Energie in Wärme verwandelt. Nur ist die Erwärmung unseres Tees durch bloßes Rühren nicht beeindruckend. Ähnlich verhält es sich aber mit den Blasen um den Gaswolken. Nur dass sie Energie intensiver ist.

Anhand von Daten des Galaxienhaufen Perseus, Abell 2597 und Virgo ließ sich erkennen, wo die Turbulenzen stattfinden. In den Zentren der Galaxien ziehen auch kühlere Gasmengen durch die Wolken. Durch die präzisen Daten ließ sich eine Karte erstellen, die zeigte, wie schnell sich Gas an den verschiedenen Punkten bewegte. Daraus ließ sich das Muster der Turbulenzen erkennen.

Kettenreaktion um die Gaswolken in Galaxien

Aus großen Wirbeln entstehen kleine Wirbel, die wiederum kleinere Wirbel erzeugen. Dies ließ sich in der Mitte jedes Galaxienhaufens erkennen. Dabei sind die kleinsten Wirbel schon so groß, dass sie unser Sonnensystem verschlucken könnten.

Woher die Turbulenzen aber stammen und ob Schwarze Löcher sie herstellen, ist bislang noch unklar. Die Forscher gehen davon aus, dass auch eine unbekannte Physik dabei eine Rolle spielen könnte. Es könnten aber auch andere Bewegungen in den Gaswolken stattfinden, die sich auf die Turbulenzen auswirken.

Schwarze Löcher sind für Wissenschaftler immer sehr rätselhaft. Droht uns Gefahr, wenn Schwarze Löcher kollidieren? Erst kürzlich wurden drei Schwarze Löcher in einer Galaxie entdeckt.

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