Schwarze Löcher können Sternentstehung bremsen

Große Galaxien beherbergen in ihrem Zentrum in der Regel supermassereiche Schwarze Löcher. Und diese Schwarzen Löcher können die Sternentstehung in ihren Galaxien beeinflussen. Einem Forschungsteam gelang es nun, einen Einblick in einen wichtigen Prozess dieser Wechselwirkung in der Spiralgalaxie VV 340a zu erhalten. Wie die Forscherinnen und Forscher im Fachblatt „Science“ berichten, transportiert dort ein vom zentralen Schwarzen Loch ausgehender kreiselnder Materiestrahl große Mengen an Gas aus der Galaxie heraus – und bremst so die Entstehung neuer Sterne.

Die Spiralgalaxie VV 340a ist 480 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und bildet mit einer zweiten großen Galaxie ein enges Paar. Das macht die Galaxie für das Team um Justin Kader von der University of California in Irvine interessant. Denn begegnen sich zwei solche Galaxien, wird das eine zentrale Schwarze Loch mit Gas gefüttert und zu einem „aktiven Galaxienkern“. Magnetfelder lenken einen Teil des einfallenden Gases ab und erzeugen gebündelte Materiestrahlen, auch „Jets“ genannt. Diese Jets lassen sich bei VV 340a besonders gut beobachten, da man von der Erde aus auf die Kante der Galaxie blickt.

Kader und sein Team kombinierten nun Daten von Beobachtungen der Spiralgalaxie über einen weiten Bereich von Wellenlängen. Dafür beobachteten sie VV 340a im infraroten und im optischen Bereich, sowie im Radio- und im Submillimeter-Bereich. Zum Einsatz kamen dabei das James-Webb-Weltraumteleskop, das Keck-Teleskop auf Hawaii, das Jansky Very Large Array in New Mexico und das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array, kurz ALMA, in Chile.

Bedeutende Gasmenge wird aus Galaxie geschleudert

Die Analyse des Teams zeigte, dass der Jet nicht gradlinig, sondern eher korkenzieherförmig von dem Schwarzen Loch wegströmt. Offenbar führt der Ausgangsort des Materiestrahls eine kreiselnde Bewegung durch – eine Präzession, folgert das Team. Mit seiner Energie stößt der Jet Gas in der Galaxie nach außen. Die Präzession des Materiestrahls macht diesen Vorgang noch effektiver, da das Gas gewissermaßen in der gewundenen Struktur des Jets gefangen ist.

Wie das Team um Kader berechnen, treibt der Jet von VV 340a pro Jahr etwa 20 Sonnenmassen an Gas aus der Galaxie heraus. Das ist ein bedeutender Teil der Gasmenge, die in der Galaxie eigentlich pro Jahr in Sterne umgewandelt wird. Diese beträgt für VV 340a etwa 50 Sonnenmassen pro Jahr. „Der Materie-Outflow reicht also zwar nicht aus, um die Sternentstehung in der Galaxie vollständig zum Stillstand zu bringen“, betonen die Forschenden. Er könne aber den Zeitraum, in dem neue Sterne in VV 340a entstehen, erheblich verkürzen.