Enges Trio: Astronomen haben erstmals eine Galaxie mit gleich drei supermassereichen Schwarzen Löchern im Zentrum entdeckt. Die drei Giganten drängen sich in einem Areal von nur 3.000 Lichtjahren und sind damit der bisher engste bekannte Fall eines solchen Trios. Zustande kam diese Konstellation wahrscheinlich durch die simultane Verschmelzung von drei Galaxien, wie die Forscher berichten. Solche Mehrfach-Kollisionen könnten wichtige Treiber des Galaxienwachstums sein.
Typischerweise enthält jede Galaxie in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch – auch unsere Milchstraße. Wenn jedoch zwei Galaxien miteinander verschmelzen, können auch zwei solcher Schwerkraftgiganten einander vorübergehend umkreisen – solche Fälle kommen offenbar deutlich häufiger vor als lange gedacht. Eine echte Rarität sind dagegen Trios von zentralen Schwarzen Löchern. Die bisher entdeckten Beispiele liegen meist in Galaxien, die erst am Beginn ihrer Verschmelzung stehen.
Drei statt zwei
Doch es geht noch enger: Wolfram Kollatschny von der Universität Göttingen und sein Team haben erstmals ein Trio von supermassereichen Schwarzen Löchern in einer einzigen Galaxie entdeckt. Sie liegen im Herzen der rund 300 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 6240 – einer irregulären Sternenansammlung, deren Verschmelzung fast abgeschlossen ist. Aufnahmen im Radio- und Röntgenbereich zeigten, dass es NGC 6240 zwei aktive Galaxienkerne besitzt – zwei zentrale Schwarze Löcher.
Doch wie sich nun zeigt, verbirgt sich dort noch ein drittes Schwarzes Loch. Für ihre Studie hatten die Astronomen das Galaxienzentrum mit dem MUSE-Spektrografen des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile näher untersucht. Dabei entdeckten sie, dass der südliche Galaxienkern nicht aus einem, sondern aus zwei nahe beieinanderliegenden Schwarzen Löchern besteht.
Extrem nah beieinander
Die Besonderheit dabei: Alle drei Schwerkraftgiganten liegen innerhalb eines Raumareals von nur 3.000 Lichtjahren. Die beiden südlichen Schwarzen Löcher sind sogar nur 645 Lichtjahre voneinander entfernt. „Eine derartige Konzentration von drei supermassereichen Schwarzen Löchern wurde im Universum bisher noch nie entdeckt“, sagt Koautor Peter Weilbacher vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam.
Die Astronomen gehen davon aus, dass sich die drei Schwarzen Löcher im Laufe der Zeit weiter annähern werden. Schon in wenigen Millionen Jahren könnten durch ihre gegenseitigen Schwerkraft-Wechselwirkungen erste Gravitationswellen entstehen, während sich die Verschmelzung der Schwarzen Löcher anbahnt.
Schnelleres Wachstum durch Dreier-Kollisionen
Wichtig ist diese Entdeckung vor allem deshalb, weil sie neue Einblicke in das Wachstum von Galaxien gibt. Denn schon länger rätseln Astronomen, wie die größten bekannten Sternenansammlungen zustande kamen. Gängiger Theorie nach wachsen Galaxien, indem sie sich nach und nach kleinere Nachbargalaxien einverleiben und dann selbst mit noch größeren Galaxien kollidieren. Doch im frühen Kosmos gab es schon Galaxienriesen, die für diesen allmählichen Prozess eigentlich zu wenig Zeit hatten.
„Wenn es jedoch auch zu simultanen Verschmelzungsprozessen mehrerer Galaxien kam, konnten sich die größten Galaxien mit ihren zentralen supermassereichen Schwarzen Löcher wesentlich schneller entwickeln“, erklärt Weilbacher. „Unsere Beobachtungen liefern den ersten Hinweis auf dieses Szenario.“ (Astronomy & Astrophysics, 2019; doi: 10.1051/0004-6361/201936540)
Quelle: Georg-August-Universität Göttingen
