Ein Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie spielt eine wichtige Rolle, insbesondere für ihre Lebensdauer, da es den Staub und das Gas in seiner Umgebung auffrisst und nicht genug Materie für die Bildung neuer Sterne zurücklässt. Scheibengalaxien besitzen zusätzlich neben ihren Spiralstrukturen häufig im Innenbereich einen Balken, der den Materietransport in Richtung Galaxienzentrum zusätzlich unterstützt. Die Spiralgalaxie NGC 1097 besitzt einen solchen Balken, der im Innern in einen Starburst-Ring mündet, in dem intensive Sternentstehung stattfindet.
Auch Magnetfelder können die Schwerkraft bei der Versorgung von Schwarzen Löchern unterstützen, indem sie Materie ins Innere der Galaxie leiten. Polarimetrische Vermessungen des kühleren Gases in den Spiralarmen von NGC 1097 mit Hilfe von Radioteleskopen enthüllen in der Tat ein Magnetfeld, dass entlang der Spiralarme der Galaxie ausgebildet ist. Die magnetischen Strukturen im heißeren dichteren Bereich nahe des Zentrums - dort wo der Balken der Galaxie auf den Starburst-Ring im Zentrum stößt – können jedoch nur mit Hilfe von ferninfraroten Beobachtungen detailliert charakterisiert werden. Dazu hat ein Team um Enrique Lopez-Rodriguez von der Stanford University und Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn das Magnetfeld in der zentralen Region von NGC 1097 mit dem HAWC+ Polarimeter an Bord von SOFIA, der fliegenden Sternwarte von der NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR), kartiert.
Die Studie zeigt, dass sich das Magnetfeld in den Spiralarmen der Galaxie in Stärke und Ausrichtung deutlich von dem Magnetfeld im Starburst-Ring unterscheidet. Doch trotz dieses auffälligen Unterschieds sind die beiden Magnetfelder nicht völlig unabhängig voneinander, sondern tragen gemeinsam dazu bei, Gas und Staub zum Schwarzen Loch in ihrem Zentrum zu transportieren: Die großräumigen Magnetfelder leiten Materie im ersten Schritt zunächst aus den äußeren Galaxienbereichen entlang der Spiralarme zum Starburst-Ring - und dann von dort aus tiefer hinein zum Schwarzen Loch von NGC 1097, welches das Material hungrig verschlingt.
„Beobachtungen von Magnetfeldern, die Schwarze Löcher nähren, helfen bei der Beantwortung wichtiger Fragen darüber, wie sich Galaxien entwickeln“, erläutert Bernhard Schulz, SOFIA Science Mission Operations Deputy Director der Universität Stuttgart, die auf deutscher Seite SOFIAs Betrieb koordiniert. „Dazu beobachten wir mit SOFIA eine größere Anzahl von Galaxien im polarisierten Ferninfrarot, um damit ein umfassendes empirisches Bild der Magnetfeldstärke und -struktur dieser Objekte zu erstellen“, so Schulz.
Originalveröffentlichungen:
- Extragalactic Magnetism with SOFIA (Legacy Program) - II: A Magnetically Driven Flow in the Starburst Ring of NGC 1097*, Enrique Lopez-Rodriguez et al., 2021, ApJ 923 150
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Magnetic fields in barred galaxies, Rainer Beck et al., 2005, A&A 444, 739-765
Weitere Links zur News:
- How Magnetic Fields Help Feed a Supermassive Black Hole, NASA SOFIA blog
- Animiertes Gif File
- Magnetic "Spoon" Feeds Supermassive Black Hole, Sky & Telescope, 02. März 2022
- Synthesizing Observations and Theory to Understand Galactic Magnetic Fields: Progress and Challenges, Rainer Beck et al. 2020, Galaxies 8, 4
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Wie eine Balkengalaxie ihr Schwarzes Loch füttert, Spektrum, 01. August 1999
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SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301, 50OK1701 und FKZ 50 OK 2002 und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wird auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Der wissenschaftliche Betrieb wird auf deutscher Seite vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart koordiniert, auf amerikanischer Seite von der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente ist finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.