Gigantische Explosion im All

Astronomen sind einer gigantischen Explosion auf die Spur gekommen, die sich vor langer Zeit in weit entfernten Regionen des Weltalls ereignet haben muss. In einem Galaxienhaufen gibt es eine riesige Lücke in der Struktur, die wohl durch ein schwarzes Loch verursacht wurde. Dies wurde die Tage durch einen Bericht von ESA-Forschern bekannt.

Astronomen, die die Röntgen-Weltraumobservatorien XMM-Newton der ESA und Chandra der NASA zusammen mit Radioteleskopen am Boden nutzen, haben die Folgen der stärksten jemals im Universum beobachteten Explosion entdeckt. Das berichten Wissenschaftler der ESA in einer Meldung vom 27. Februar 2020.

Der gewaltige Ausbruch ereignete sich im Ophiuchus-Galaxienhaufen, einem großen kosmischen Konglomerat mit Tausenden von Galaxien, heißem Gas und dunkler Materie, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden und etwa 390 Millionen Lichtjahre entfernt liegen. Der Ausbruch steht insbesondere in Zusammenhang mit den mächtigen Jets, die von dem supermassiven Schwarzen Loch freigesetzt werden, das sich im Kern der zentralen Galaxie des Haufens befindet und sich aktiv vom umgebenden Gas ernährt und gelegentlich große Mengen an Materie und Energie absprengt.

(Quelle: ESA, Zum Vergrößern klicken)

In obigem Bild wird das diffuse heiße Gas, das den Galaxienhaufen durchdringt, durch Röntgenbeobachtungen von XMM-Newton (rosa dargestellt), durch Radiodaten vom Giant Metrewave Radio Telescope (blau dargestellt) und durch Infrarotdaten der 2MASS-Durchmusterung (weiß dargestellt) sichtbar. Der Einsatz unten rechts zeigt eine vergrößerte Röntgenansicht auf der Grundlage von Chandra-Daten (ebenfalls in Rosa), während helle, über das Bild gestreute Punkte die Verteilung von Vordergrundsternen und -galaxien widerspiegeln.

Die Röntgenemission zeigt den Rand eines großen Hohlraums, der von den Schwarzen-Loch-Jets in das heiße Gas geblasen wurde. Der Hohlraum ist mit Radioemission von Elektronen gefüllt, die fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurden – wahrscheinlich ein Ergebnis der Materieaufnahme des Schwarzen Lochs – und die beweisen, dass dort eine Eruption von beispielloser Größe stattgefunden hat.

2016 hatte ein Team von Astronomen erste Hinweise auf die Riesenexplosion in den Chandra-Daten gefunden und die Entdeckung einer ungewöhnlich gekrümmten Kante im Röntgenbild des Ophiuchus-Galaxienhaufens gemeldet. Sie überlegten, ob dieser Rand auf einen Hohlraum im heißen Gas in Verbindung mit den Schwarzen-Loch-Jets hindeuten könnte, verwarfen aber damals die Möglichkeit.

In einer neueren Studie, die im Februar 2020 veröffentlicht wurde, entdeckten Simona Giacintucci vom Naval Research Laboratory in Washington, DC (USA) und Mitarbeiter den gekrümmten Rand auch in XMM-Newton-Daten, was die frühere Chandra-Beobachtung bestätigte. In dieser Studie kombinierten die Wissenschaftler die Röntgendaten mit Radiowellenbeobachtungen des Ophiuchus-Haufens aus dem Murchison Widefield Array (MWA) in Australien und dem Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in Indien, wobei sich herausstellte, dass die gekrümmte Kante einen mit radioaktivem Gas gefüllten Bereich abgrenzt und tatsächlich Teil der Wand eines Hohlraums im heißen Gas ist.

Die Eruption des schwarzen Lochs, die den Hohlraum geschaffen hat, setzte eine Energiemenge frei, die etwa fünfmal so hoch war wie die des bisher stärksten bisher bekannten Ereignisses dieser Art, das im Galaxienhaufen MS0735.6+7421 beobachtet wurde. Weitere Informationen finden sich in dieser Pressemitteilung (Englisch) sowie in diesem deutschsprachigen Beitrag.