Die schwarzen Herzen der Galaxien

News: Die schwarzen Herzen der Galaxien

Eine neue Analyse von Röntgenstrahlung aus dem hell erleuchteten Zentrum einer Galaxie unterstützt die Ansicht, daß sich dort ein extrem massereiches Schwarzes Loch verbirgt. Die Untersuchung liefert die bisher eindeutigsten Aussagen der bizarren Umgebung am Rande der Singularität; aus ihnen kann man auf die Existenz weiterer superschwerer Schwarzer Löcher in anderen Galaxien schließen.

Das Hubble Space Telescope hat schon früher Anzeichen für massive Schwarze Löcher in den Zentren von einigen Galaxien gefunden: Sterne, die sich bewegen, als würden sie von einem gewaltigen Sog erfaßt. Vor zwei Jahren benutzten Wissenschaftler Röntgenteleskope des japanischen Satelliten ASCA, um einen direkteren Blick auf den Ort des Geschehens zu werfen. Der Satellit empfing Strahlung von Eisenatomen, die sich mit der phantastischen Geschwindigkeit von einem Fünftel der Lichtgeschwindigkeit bewegten. Sie stammten aus einer flachen Scheibe aus Gas im Zentrum der Galaxie MCG-6-30-15. In der Mitte der Scheibe scheint eine enorme Massenkonzentration vorzuliegen. Um jedoch entscheiden zu können, ob es sich dabei um einen dichten Sternenhaufen oder ein Schwarzes Loch handelt, mußten die Forscher die Ausmaße der Gasansammlung kennen. Ihre Größenbestimmung hing dabei stark von den Annahmen ab, die über die Natur der Wolke gemacht wurden.

Der Theoretiker Benjamin Bromley vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und seine Kollegen konnten diese Unsicherheiten jetzt ausräumen. Sie untersuchten das Spektrum der Eisenatome von MCG-6-30-15 mit einer anderen Analysemethode, mit der sich die Entfernung der Atome vom Zentrum der Scheibe direkt berechnen ließ – unabhängig von der Form und anderen Eigenschaften der Gasscheibe. Sie gelangten zu dem Schluß, daß die schnell rotierende innere Region der Scheibe höchstens 2,6 mal so groß sein kann wie ein Schwarzes Loch mit der Masse von zehn Millionen Sonnen. Wegen dieser guten Übereinstimmung meint Bromley: „Wir müssen wirklich alle anderen Modelle als das superschwere Schwarze Loch verwerfen.“

Der Astrophysiker Shuang Zhang vom NASA Marshall Space Flight Center stimmt ihm zu. Darüber hinaus, fügt er hinzu, bieten die Röntgenstrahlen einen erstaunlichen ersten Blick auf die mögliche Drehbewegung des Schwarzen Loches – Bromleys Team hat ihre Geschwindigkeit auf rund ein Viertel des Wertes bestimmt, der nach Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie noch zulässig ist. „Schwarze Löcher haben nur drei Eigenschaften: Masse, Spin und Ladung“, sagt Zhang. „Es ist sehr aufregend, zwei von den dreien für ein supermassives Schwarzes Loch festzulegen.“