Schwarze Löcher heizen dem Universum ein

Die Strahlung supermassiver Schwarzer Löcher hat in der Frühzeit des Kosmos das Gas zwischen den Galaxien zehn- bis hundertmal stärker aufgeheizt als bislang vermutet. Das zeigt der Vergleich neuer Computersimulationen mit Beobachtungsdaten durch ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astrophysikern des Heidelberger Instituts für Theoretische Studien (HITS). Diese überraschende Erkenntnis hat wichtige Konsequenzen für die Entstehung von Strukturen im Universum. Die Wissenschaftler berichten in mehreren Fachaufsätzen im „Astrophysical Journal“, sowie in den „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ über ihre Entdeckung.

Blazare schreiben die thermische Geschichte des Universums um“, fasst Christoph Pfrommer, einer der beteiligten Astrophysiker vom HITS, das Ergebnis der Untersuchung zusammen. Als Blazare bezeichnen die Himmelsforscher supermassive Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien, die hochenergetische Gammastrahlung aussenden. Bislang waren die Astronomen davon ausgegangen, dass die Schwarzen Löcher nur ihre unmittelbare Umgebung beeinflussen. Doch ihr Einfluss reicht weit in den Raum zwischen den Galaxien hinaus, wie die Untersuchungen von Pfrommer und seinen Kollegen zeigen.

Die Gammastrahlung der Blazare tritt in Wechselwirkung mit dem optischen Licht, das die Galaxien aussenden, und wird dabei in Elektronen und Positronen umgewandelt. Diese Elementarteilchen bewegen sich anfangs nahezu mit Lichtgeschwindigkeit, werden aber vom diffus verteilten Gas im intergalaktischen Raum abgebremst. Da ein solcher Bremsprozess Wärme erzeugt, heizt sich das umgebende Gas dabei extrem auf. Es wird im Durchschnitt zehnmal heißer, in kosmischen Regionen mit unterdurchschnittlicher Dichte sogar mehr als hundert Mal heißer als bisher angenommen.

Die Aufheizung hat Konsequenzen für die kosmische Entwicklung. Denn wenn das Gas zu heiß ist, kann es sich nicht zusammenziehen und es können keine neuen Strukturen mehr entstehen. Pfrommer und seine Kollegen gehen davon aus, dass der Prozess insbesondere die Entstehung von Zwerggalaxien verzögert oder sogar völlig unterdrückt. Hier könnte der Schlüssel zur Lösung eines Problems der Kosmologie liegen: Die Astronomen beobachten nämlich erheblich weniger Zwerggalaxien, als ihre Modelle vorhersagen. Die bislang in den Modellen nicht berücksichtigte Aufheizung durch die Blazare könnte diese Diskrepanz beseitigen.

Quellen: PRAVDA-TV/Cornell University/astronomie.de v0m 18.05.2012

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