Grafik, die das Vorher links und Nachher rechts eines gravitativen 'Kicks' zeigt. Steven Burrows/JILA
Das Universum ist voller Kannibalen. Das heißt, kannibalistische Galaxien. Und es stellt sich heraus, dass die supermassiven Schwarzen Löcher im Zentrum beider Galaxien einen kolossalen Gravitations-"Kick" aussenden, wenn eine Galaxie mit einer anderen kollidiert oder sich von ihr ernährt.das kann mit dem Rückstoß einer starken Schusswaffe verglichen werden.
Ein neues Papier von Forschern der University of Colorado Boulder legt nahe, dass dieser kosmische Kick so stark ist, dass er die Umlaufbahnen von Millionen von Sternen verschieben und die Form einer ganzen Galaxie verzerren kann. Die Forschung, veröffentlicht in The Astrophysical Journal Letters, könnte eine Lösung für ein jahrzehntelanges Rätsel um die Form unserer Nachbargalaxie Andromeda bieten.
Das Geheimnis des ovalen Zentrums der Andromeda-Galaxie
Die Andromeda-Galaxie wurde erstmals in den 1970er Jahren im Detail beobachtet, gefolgt von umfangreichen Beobachtungen in den 1990er Jahren mit das Hubble-Weltraumteleskop. Hubbles Beobachtungen zeigten eine längliche, ovale Masse im Zentrum von Andromeda, wo Astronomen erwarteten, einen kreisförmigen Sternhaufen zu finden, der das supermassive Schwarze Loch der Galaxie umgibt.
Da Andromeda vermutlich gebildet wurde, als zwei supermassereiche Schwarze Löcher vor Milliarden von Jahren kollidierten, verwendeten die Forscher von UC Boulder Computersimulationen, um zu modellieren, was während eines solchen Ereignisses passiert. Sie fanden heraus, dass die Kraft, die während der Kollision zweier supermassereicher Schwarzer Löcher entsteht, entstehtkönnten die Umlaufbahnen von Sternen in der Nähe eines galaktischen Zentrums verbiegen und ziehen. Sie glauben, dass dies die ovale Form von Andromeda verursacht haben könnte. Das Team sagt auch, dass seine Entdeckung helfen könnte, die große Vielfalt unterschiedlich geformter Galaxien zu erklären, die im Universum beobachtet wurden, vielevon denen weniger symmetrisch sind als die Milchstraße.
"Wenn Galaxien verschmelzen, werden ihre supermassereichen Schwarzen Löcher zusammenkommen und schließlich zu einem einzigen Schwarzen Loch werden", sagte Tatsuya Akiba, Hauptautor der Studie und Doktorand in Astrophysik. "Wir wollten wissen: Was sind dieFolgen davon?"
Die Simulationen der UC Boulder-Forscher zeigen, dass, wenn Galaxien kollidieren, sich die Schwarzen Löcher in ihren Zentren mit enormen Geschwindigkeiten umeinander drehen können, bis sie schließlich ineinander prallen. Wenn dies passiert, setzen sie massive "Gravitationswellen" frei, diesind im Wesentlichen Wellen im Gefüge von Raum und Zeit: "Diese Gravitationswellen werden Schwung vom verbleibenden Schwarzen Loch wegtragen, und Sie erhalten einen Rückstoß, wie der Rückstoß einer Waffe", erklärte Akiba.
Ein supermassives Schwarzes Loch, das mit Millionen von Meilen pro Stunde reist
Interessanterweise glauben die Forscher, dass es nicht der Rückstoß selbst ist, der die umgebenden Sterne direkt in eine wackelige Umlaufbahn wirft. Stattdessen legen ihre Modelle nahe, dass der Gravitations-"Kick" das verbleibende supermassive Schwarze Loch mit Geschwindigkeiten von Millionen durch den Weltraum schleudertMeilen pro Stunde. Der resultierende Gravitationseinfluss dieses sich verschiebenden supermassiven Schwarzen Lochs ist es, was dann die Umlaufbahn von Millionen von Sternen aus dem Gleichgewicht bringt und eine asymmetrische Form wie die im Zentrum von Andromeda erzeugt.
Als nächstes wollen die Forscher ihre Simulationen verbessern und ihre Computerergebnisse direkt mit echten Daten zu Andromeda vergleichen. In einer Studie aus dem Jahr 2019 haben Astronomen enthüllt, dass die Milchstraße wird wahrscheinlich von Andromeda gefressen in ungefähr 4 Milliarden Jahren. Die neueste Forschung von UC Boulder lässt uns fragen, welche Form die resultierende Verschmelzung annehmen wird und ob die Milchstraße eine ähnliche Verzerrung verursachen wird, die auf ihre kosmische Geschichte hinweist.