ALMA zeigt Gas, das von jungen Jets aus dem supermassiven Schwarzen Loch getroffen wurde

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ALMA-Bild von MG J0414 + 0534 (Emissionen von Staub und ionisiertem Gas in rot und Emissionen von Kohlenmonoxidgas in grün dargestellt). Bildnachweis: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), KT Inoue et al.

Mit dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) erhielten Astronomen das erste aufgelöste Bild von gestörten Gaswolken in einer 11 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie. Das Team stellte fest, dass die Störung durch junge, leistungsstarke Jets verursacht wird, die aus einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Wirtsgalaxie ausgestoßen werden. Dieses Ergebnis wird das Geheimnis des Evolutionsprozesses der Galaxien im frühen Universum beleuchten.

Es ist allgemein bekannt, dass Schwarze Löcher eine starke Anziehungskraft auf die umgebende Materie ausüben. Es ist jedoch weniger bekannt, dass einige Schwarze Löcher sich schnell bewegende Ströme ionisierter Materie aufweisen, die als Jets bezeichnet werden. In einigen nahe gelegenen Galaxien entwickelten sich Jets, die galaktische Gaswolken auseinander blasen, was zu einer unterdrückten Sternentstehung führt. Um die Entwicklung der Galaxien zu verstehen, ist es daher entscheidend, die Wechselwirkung zwischen Schwarzen Lochstrahlen und Gaswolken während der gesamten kosmischen Geschichte zu beobachten. Es ist jedoch schwierig gewesen, eindeutige Beweise für eine solche Wechselwirkung zu erhalten, insbesondere im frühen Universum.

Um solche eindeutigen Beweise zu erhalten, verwendete das Team ALMA, um ein interessantes Objekt zu beobachten, das als MG J0414 + 0534 bekannt ist. Eine Besonderheit von MG J0414 + 0534 besteht darin, dass die Lichtwege, die von MG J0414 + 0534 zu uns zur Erde wandern, durch die Schwerkraft einer anderen "Linsen" -Galaxie erheblich verzerrt werden und eine erhebliche Vergrößerung verursachen.

„Diese Verzerrung fungiert als 'natürliches Teleskop', um eine detaillierte Ansicht entfernter Objekte zu ermöglichen“, sagt Takeo Minezaki, Associate Professor an der Universität von Tokio.

Ein weiteres Merkmal ist, dass MG J0414 + 0534 ein supermassereiches Schwarzes Loch mit bipolaren Jets im Zentrum der Wirtsgalaxie hat. Das Team konnte das „wahre“ Bild von Gaswolken sowie der Jets in MG J0414 + 0534 rekonstruieren, indem es die Gravitationseffekte der dazwischenliegenden Linsengalaxie sorgfältig berücksichtigte.

„Durch die Kombination dieses kosmischen Teleskops und der hochauflösenden Beobachtungen von ALMA haben wir eine außergewöhnlich scharfe Sicht erhalten, die 9.000-mal besser ist als das menschliche Sehvermögen“, fügt Kouichiro Nakanishi hinzu, Associate Professor am National Astronomical Observatory of Japan / SOKENDAI. "Mit dieser extrem hohen Auflösung konnten wir die Verteilung und Bewegung von Gaswolken um die aus einem supermassiven Schwarzen Loch ausgestoßenen Jets erhalten.

Dank einer solch überlegenen Auflösung fand das Team heraus, dass sich die Gaswolken entlang der Jets mit Geschwindigkeiten von bis zu 600 km/s bewegen, was einen klaren Hinweis auf beeinträchtigtes Gas darstellt.. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass die Größe der betroffenen Gaswolken und der Jets in diesem Alter viel kleiner ist als die typische Größe einer Galaxie.

"Wir erleben vielleicht die sehr frühe Phase der Jet-Evolution in der Galaxie", sagt Satoki Matsushita, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Academia Sinica Institut für Astronomie und Astrophysik. "Es könnte bereits einige Zehntausend Jahre nach dem Start der Jets sein."

"MG J0414 + 0534 ist aufgrund der Jugend der Jets ein hervorragendes Beispiel", fasst Kaiki Inoue, Professorin an der Kindai University in Japan, und Hauptautorin des Forschungspapiers zusammen, das in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde. „Wir haben bereits in der sehr frühen Evolutionsphase von Jets verräterische Hinweise auf eine signifikante Wechselwirkung zwischen Jets und Gaswolken gefunden. Ich denke, dass unsere Entdeckung den Weg für ein besseres Verständnis des Evolutionsprozesses von Galaxien im frühen Universum ebnen wird.“

 

Quelle: https://alma-telescope.jp/en/news/press/quasar-202003

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