Weltraumgiganten brechen ihr Schweigen

News: Weltraumgiganten brechen ihr Schweigen

Superschwere schwarze Löcher sind meist stille Gesellen. Zwar produziert ein kleiner Teil von ihnen Röntgenstrahlung in gewaltigem Ausmaß, die größte Anzahl der Schwergewichtler verhält sich jedoch ruhig. Astronomen haben nun die ersten, zarten Signale von jenen empfangen, die sich bisher nur durch die Wirkung ihrer Gravitation auf das Umfeld verraten haben.

Ein Schwarzes Loch ist eine der Möglichkeiten für das Leben nach dem Sternentod, in das massereiche Sonnen fallen, wenn sie ihren Brennstoff größtenteils verbraucht haben. Zu den Exemplaren, die sich bisher als besonders scheu erwiesen haben, zählen die superschweren Schwarzen Löcher, die das Milliardenfache unserer Sonne wiegen – alles kompakt zusammengepreßt in einem Volumen, das mit der Größe unseres Sonnensystems vergleichbar ist. Schwarze Löcher, die intensive Röntgenstrahlung aussenden, sind als active galactic nuclei (AGN) bekannt, allerdings nicht besonders zahlreich. Man vermutet, daß sie nur einen kleinen Prozentsatz aller Schwarzen Löcher ausmachen. Für die Existenz ihrer stilleren Artgenossen gab es bisher nur Indizien. Dabei glauben Wissenschaftler, daß superschwere Schwarze Löcher weit verbreitet sind, so auch in der Milchstraße.

Astromen haben nun jedoch eine einzigartige Signatur von Röntgenlicht entdeckt, die sie superschweren Schwarzen Löchern zuschreiben. Das beobachtete Licht ist viel schwächer als bei einem AGN und liegt in einem kürzeren Wellenlängenbereich. Es könnte eine Erklärung für die Hintergundstrahlung im Röntgenbereich sein, die bisher noch unverstanden ist.

Diese Ergebnisse stellten Tiziana Di Matteo vom Harvard-Smithonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, und Steven W. Allen vom Institute of Astronomy in Cambridge, Großbritannien bei einem Treffen der High Energy Astrophysics Division der American Astronomical Society am 13. April 1999 vor.

"Wir fanden heraus, daß diese gigantischen Schwarzen Löcher, die in den Zentren nahegelegener Galaxien liegen, sich nicht vollständig vor uns verstecken, sondern sich durch Abstrahlung kleiner Mengen sehr energiereicher Röntgenstrahlung zu erkennen geben", sagt Di Matteo. Für dieses Licht gebe es keine andere Erklärungsmöglichkeit, als daß es von einem superschweren Schwarzen Loch stammt. Die Strahlung, welche die beiden Forscher bei sechs nahegelegenden Galaxien ausmachten, ist energiereicher als die der lichtstarken AGN oder die von Quasaren. Sie ist allerdings auch viel schwächer.

Ein Grund dafür könnte die Verschiedenheit sein, mit der Materie in diese superschweren Schwarzen Löcher gelangt, was nicht auf direktem Weg geschieht, sondern auf einer Spiralbahn. Dabei bildet sich eine sogenannte Akkretionsscheibe. Hier gibt es allerdings feine Unterschiede zwischen Alt und Jung.

In jüngeren Spiral-Galaxien sammelt sich die Materie in einer dichten Scheibe. Dort ist die Wahrscheinlichkeit, daß Teilchen zusammenstoßen, recht groß. Dabei geben sie Röntgenstrahlung ab, welche die Scheibe auf Millionen Grad aufheizt und relativ dünn läßt. Die hochaktiven AGNs werden solchen jüngeren Spiral-Galaxien zugeschrieben.

Anders bei älteren elliptischen Galaxien – gerade solche, wie sie Di Matteo und Allen untersucht haben. In diesem Fall sammelt die Akkretionsscheibe Materie in einem kleineren Ausmaß. Daraus ergibt sich eine weniger dichte Scheibe, in der die zur Verfügung stehende Energie mit einer viel geringeren Effizienz in Strahlung umgesetzt wird. Das elektromagnetische Spektrum von hochenergetischen Röntgenstrahlen bis zu Radiowellen, welches durch dieses Modell vorausgesagt wird, stimmt mit dem der sechs untersuchten Galaxien überein.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 9.9.1998
"Ein Schwarzes Loch – ganz nahe"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 20.1.1998
"Ein schwerer Fall"
Spektrum Ticker vom 5.1.1998
"Die Schwarzen Herzen der Galaxien"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)

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