Kürzlich entdeckten Astronomen ein kosmisches Phänomen, das bisherige Erkenntnisse in Richtung Löwe, etwa 1,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, völlig untergräbt. Ein Schwarzes Loch im Zentrum einer Spiralgalaxie namens SDSS J110546.07+145202.4 sendete plötzlich ein starkes kosmisches Radiosignal aus. Seine Strahlungsintensität stieg um mehr als das Zwanzigfache und behielt über mehr als acht Jahre lang weiterhin eine extrem hohe Helligkeit bei. Diese Entdeckung überraschte nicht nur Wissenschaftler, sondern könnte auch eine neue Art aktiver Galaxie darstellen, die der Menschheit bekannt ist.

Typischerweise werden Funktransienten, die durch extreme kosmische Ereignisse verursacht werden, über Tage, Wochen oder Monate hinweg abgeschwächt und verschwinden dann. Allerdings erreichte die Galaxie einen beispiellosen Zustand langfristiger Radiohelligkeit. Co-Autor Phil Edwards von der australischen Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) sagte, die astronomische Gemeinschaft stehe nun vor dem Prototyp eines neuen Galaxientyps, der schnelle Veränderungen in der Radioemission erfahren habe. Das Objekt wird streng als Schmalliniengalaxie vom Typ Seyfert 1 klassifiziert, eine Art aktive Galaxie, die typischerweise mit relativ massearmen Schwarzen Löchern in Verbindung gebracht wird, die schnell Materie verschlingen. Forscher beschreiben sie als die erste bekannte langperiodische Radiogalaxie, deren „Gesicht sich verändert“, da ihre Radiosignatur einen dramatischen Übergang durchläuft und in diesem hochenergetischen Zustand stabil bleibt.

Ein internationales Team unter der Leitung von Stephanie Komosa vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Deutschland hat eine eingehende Untersuchung dieses Ausbruchsereignisses durchgeführt und dabei die neuesten Beobachtungen und Archivdaten verwendet, die einen weiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums von Radiowellen bis hin zu Röntgenstrahlen abdecken. Die entsprechenden Ergebnisse wurden im Astrophysical Journal veröffentlicht. Das Forscherteam vermutet, dass der Materialschwall, der in das Schwarze Loch floss, einen extrem starken Materialstrahl auslöste. Dieser Strahl, der nahezu mit Lichtgeschwindigkeit nach außen strömt, erzeugt intensive Radiostrahlung, die etwa einer Milliarde Mal (10 bis 16 Potenz) der Intensität der Sonne entspricht. Komosa wies darauf hin, dass die Erzeugung solch heller Radiostrahlung durch schnell wachsende Schwarze Löcher mit geringer Masse sehr selten ist und dass ihr Übergang in langfristige Radiohelligkeitszustände und deren Beibehaltung das erste Mal in der Geschichte der Astronomie ist, dass sie direkt beobachtet wurden.

Dieses mysteriöse Phänomen birgt immer noch viele Geheimnisse, die schwer zu erklären sind. Mehrere Beobachtungen haben gezeigt, dass die Galaxie von einer relativ ruhigen Radioquelle zu einer extrem hellen Radioquelle mutierte, es wurde jedoch kein ähnlicher Signalanstieg im sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich festgestellt, was ihren einzelnen Radioübergang noch ungewöhnlicher macht. Darüber hinaus lässt sich dieses Verhalten nur schwer durch eine Gezeitenstörung erklären, bei der ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt und auseinanderreißt, und es steht auch nicht im Einklang mit den typischen Veränderungen, die Blazare zeigen, deren Jets fast direkt auf die Erde gerichtet sind. Astronomen wissen immer noch nicht genau, was den Materialvorrat des Schwarzen Lochs plötzlich erhöhte oder warum seine Jets so lange aktiv blieben. Forscher spekulieren, dass das Schwarze Loch möglicherweise auf ein völlig neues Gasreservoir gestoßen ist oder dass eine unbekannte Änderung der inneren physikalischen Bedingungen seiner Akkretionsscheibe die Bildung und Aufrechterhaltung starker Jets über lange Zeiträume ermöglicht hat.

Diese unerwartete Entdeckung eröffnet ein äußerst wertvolles Fenster zur Erforschung des frühen Universums. Da dieses Schwarze Loch den allgegenwärtigen und schnell wachsenden Schwarzen Löchern im frühen Universum sehr ähnlich ist und diese alten Himmelskörper in ihrer direkten Umgebung äußerst schwer zu beobachten sind, weil sie zu weit von der Erde entfernt sind, bietet SDSS J110546.07+145202.4 Astronomen zweifellos ein hervorragendes Nahbereichs-„Labor“, um zu untersuchen, wie wachsende Schwarze Löcher Energiestrahlen aussenden und aufrechterhalten. Co-Autor Covey Ross vom Sydney Institute of Astronomy an der University of Sydney sagte, dass Wissenschaftler durch die Beobachtung dieser hochenergetischen Ereignisse und Jets tiefer in die physikalische Entwicklung der extremsten Umgebungen im Universum eintauchen könnten.

In zukünftigen Plänen werden Astronomen das Very Long Baseline Array (VLBA) nutzen, um präzisere Tracking-Beobachtungen durchzuführen und die Mikrostruktur des Jets und seine dynamischen Veränderungen zu analysieren. Gleichzeitig wird erwartet, dass das Square Kilometre Array (SKA)-Observatorium, das kurz vor seiner vollständigen Fertigstellung steht, in zukünftigen Deep-Sky-Durchmusterungen weitere Deep-Sky-Objekte entdecken wird, die ähnliche Transformationen durchlaufen haben. Das Finden einer größeren Stichprobenpopulation wird der wissenschaftlichen Gemeinschaft helfen, endlich zu bestimmen, ob diese Galaxie eine seltene und extreme Ausnahme oder das erste Mitglied einer neuen Kategorie von Objekten ist, die zuvor verborgen war. Dies spielt eine entscheidende Rolle dabei, die Lücken im menschlichen Verständnis der physikalischen Mechanismen des frühen Universums zu schließen.