Das James-Webb-Weltraumteleskop hat Gasfilamente beobachtet, die das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie NGC 4696 speisen. Diese Bilder zeigen mit beispiellosem Detail, wie die Materie erhitzt, abgekühlt und dann zum Herzen der Galaxie zurückgeführt werden könnte.
NGC 4696 befindet sich etwa 145 Millionen Lichtjahre entfernt. Ihr Kern beherbergt ein aktives Schwarzes Loch, umgeben von einer rotierenden Gasscheibe. Wenn sich die Materie nähert, setzt sie beträchtliche Energie frei, bevor sie die Grenze überschreitet, jenseits derer nichts mehr entkommen kann.
Bild der elliptischen Galaxie NGC 4696, die sich im Zentrum des Centaurus-Haufens befindet, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop. Dieses Bild zeigt Staubfilamente, die das Zentrum der Galaxie umgeben.
Bildnachweis: NASA, ESA/Hubble, A. Fabian
Die Aktivität des Schwarzen Lochs erzeugt auch Jets und Winde, die Energie in die Galaxie ausstoßen. Dieser Mechanismus sollte normalerweise die Menge der verfügbaren Materie begrenzen. Dennoch wachsen einige Schwarze Löcher trotz dieser Rückkopplung weiter...
Die Beobachtungen von James-Webb liefern ein Element der Antwort. Sie zeigen einen riesigen Gaswirbel mit einem Durchmesser von etwa 800 Lichtjahren, der mit einer filamentartigen Struktur verbunden ist, die die Materie zur zentralen Scheibe führt.
Das durch die Aktivität des Kerns ausgestoßene Gas kann allmählich abkühlen. Wenn es kondensiert, bildet es lange, schmale Filamente. Diese können unter dem Einfluss der Schwerkraft zum galaktischen Zentrum zurückfallen und dem Schwarzen Loch eine neue Menge Materie zuführen.
Der Prozess ähnelt einer Rückkopplungsschleife. Das Schwarze Loch gibt Energie in seine Umgebung ab, diese Energie verändert das Gas, und ein Teil des abgekühlten Gases kehrt zu ihm zurück. Dieser Mechanismus könnte sowohl ein völlig unkontrolliertes Wachstum als auch ein endgültiges Ende der Akkretion verhindern.
Die beobachtete Geschwindigkeit des Gases erreicht bis zu etwa 600 Kilometer pro Sekunde. Diese Bewegungen geben den Forschern Aufschluss über die Masse des Schwarzen Lochs, die Struktur der Scheibe und die Wechselwirkungen zwischen dem aktiven Kern und der ihn umgebenden Galaxie.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in den Astrophysical Journal Letters, betreffen eine relativ nahe Galaxie. Ähnliche Beobachtungen anderer aktiver Kerne werden nötig sein, um festzustellen, ob diese Schleife einen allgemeinen Mechanismus oder ein spezifisches Verhalten von NGC 4696 darstellt.