1974 entdeckten Astronomen eine massive Quelle von Radiowellenemissionen aus dem Zentrum unserer Galaxie. Innerhalb weniger Jahrzehnte wurde der Schluss gezogen, dass die Funkwellenquelle einem besonders großen, sich drehenden Schwarzen Loch entsprach. Bekannt als Schütze A, ist dieses besondere Schwarze Loch so groß, dass nur die Bezeichnung „supermassiv“ ausreichen würde. Seit seiner Entdeckung sind Astronomen zu dem Schluss gekommen, dass supermassive Schwarze Löcher (SMBHs) im Zentrum fast aller bekannten massiven Galaxien liegen.
Dank einer kürzlich durchgeführten Radio-Bildgebung durch ein Forscherteam der Universität von Kapstadt und der Universität des Westkap in Südafrika wurde jedoch weiter festgestellt, dass in einer Region des fernen Universums alle SMBHs Radio ausspinnen Jets in die gleiche Richtung. Dieser Befund, der eine Ausrichtung der Galaxienstrahlen über ein großes Raumvolumen zeigt, ist der erste seiner Art und könnte viel über das frühe Universum aussagen.
Diese Forschung, die kürzlich in den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, wurde dank einer dreijährigen Untersuchung der Tiefenradiobilder ermöglicht, die vom Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in Indien durchgeführt wurde. Nach der Untersuchung der Funkwellen aus einer Weltraumregion namens ELAIS-N1 stellte das südafrikanische Forscherteam fest, dass die von diesen Galaxien produzierten Jets alle ausgerichtet waren.
Dieser Befund konnte nur durch das Wagnis erklärt werden, dass sich die SMBHs, die sie schufen, alle in die gleiche Richtung drehten, was wiederum etwas ziemlich Interessantes über die Entstehung dieser Schwarzen Löcher offenbart. Im Wesentlichen ist der einzige wahrscheinliche Grund, warum sich mehrere SMBHs über ein großes Raumvolumen in die gleiche Richtung drehen könnten, wenn sie das Ergebnis primordialer Massenschwankungen im frühen Universum wären.
Prof. Andrew Russ Taylor - der gemeinsame UWC / UCT SKA-Vorsitzende, Direktor des kürzlich gegründeten Interuniversitären Instituts für datenintensive Astronomie und Hauptautor der Monthly Notices-Studie - erklärte: „Da diese Schwarzen Löcher es nicht wissen Diese Spinausrichtung muss während der Bildung der Galaxien im frühen Universum stattgefunden haben. “oder haben die Möglichkeit, Informationen auszutauschen oder sich direkt über so große Maßstäbe zu beeinflussen.“
Dies war ziemlich überraschend und etwas, auf das das Forschungsteam nicht vorbereitet war. Ziel des Projekts war es zunächst, mit der neuesten Generation von Radioteleskopen die schwächsten Radioquellen im Universum zu erkunden. Es wurde gehofft, dass dies eine Vorschau auf das bieten wird, was Teleskope der nächsten Generation wie das südafrikanische MeerKAT-Teleskop und das Square Kilometer Array (SKA) bieten werden, sobald sie online gehen.
Während frühere Studien gezeigt haben, dass es Abweichungen in der Ausrichtung bestimmter Galaxien gibt, war dies das erste Mal, dass Astronomen die von den SMBA-Löchern erzeugten Jets verwenden konnten, um ihre Ausrichtung aufzudecken. Nachdem das Forscherteam die Symmetrie zwischen ihnen festgestellt hatte, prüfte es verschiedene Optionen, warum eine Ausrichtung in Galaxien (selbst auf Skalen, die größer als Galaxienhaufen sind) sein könnte.
Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass eine solche Spinverteilung im großen Maßstab von Theorien nie vorhergesagt wurde. Ein solches unbekanntes Phänomen stellt sicherlich eine Herausforderung dar, wenn es um vorherrschende Theorien über die Ursprünge des Universums geht, die etwas überarbeitet werden müssen, um dies zu berücksichtigen.
Während frühere Studien Abweichungen von der Gleichmäßigkeit in der Ausrichtung von Galaxien festgestellt haben, war dies das erste Mal, dass Funkstrahlen verwendet wurden, um ihre Ausrichtung zu messen. Möglich wurde dies durch die Empfindlichkeit der verwendeten Radiobilder, die auch davon profitierte, dass Messungen der Intensität der Radioemissionen nicht durch Streuung, Extinktion und Faraday-Rotation (die möglicherweise andere Studien beeinflusst haben) beeinflusst werden.
Darüber hinaus könnte das Vorhandensein solcher Ausrichtungen Aufschluss über die Ausrichtung und Entwicklung dieser Galaxien geben, insbesondere in Bezug auf großräumige Strukturen. Sie könnten dem Astronomen auch helfen, mehr über die Bewegungen in den Schwankungen der Urmaterie zu erfahren, die zur Entstehung der gegenwärtigen Struktur des Universums geführt haben. Wie Taylor und die anderen Autoren des Papiers ebenfalls bemerken, wird es interessant sein, dies mit Vorhersagen der Drehimpulsstruktur aus Universumsimulationen zu vergleichen.
In den letzten Jahren wurden mehrere Simulationen erstellt, um die Struktur des Universums und seine Entwicklung zu modellieren. Dazu gehören unter anderem das FastSound-Projekt, bei dem Galaxien im Universum mit dem Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS) des Subaru-Teleskops untersucht wurden, und das DESI-Projekt, das auf dem Mayall-Teleskop am Kitt Peak basiert National Observatory in Arizona, um die Geschichte des Universums in 11 Milliarden Jahren aufzuzeichnen und eine äußerst präzise 3D-Karte zu erstellen.
Und dann gibt es noch den Australian Square-Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), ein Radioteleskop, das derzeit von der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) am Murchison Radio-Astronomy Observatory (MRO) in Westaustralien in Auftrag gegeben wird. Nach Fertigstellung kombiniert das ASKAP-Array eine schnelle Vermessungsgeschwindigkeit und eine hohe Empfindlichkeit, um das frühe Universum zu untersuchen.
In den kommenden Jahren werden diese Projekte in Kombination mit diesen neuen Informationen über die Ausrichtung supermassiver Schwarzer Löcher wahrscheinlich ernsthafte Aufschluss darüber geben, wie das Universum von der Schöpfung bis zur Gegenwart entstanden ist. Taylor drückt es so aus: „Wir beginnen zu verstehen, wie die großräumige Struktur des Universums entstanden ist, angefangen vom Urknall über das Wachstum infolge von Störungen im frühen Universum bis hin zu dem, was wir heute haben, und das hilft Wir erforschen, wie das Universum von morgen aussehen wird. “
