Durch die Beobachtung des "Flimmerns" der Umgebung zweier Schwarzer Löcher gelang es uns, die Natur kolossaler Energieflüsse in ihren absolut unzugänglichen Tiefen besser zu verstehen.
Ein Schwarzes Loch "verschlingt" einen benachbarten Stern und sendet starke Ströme instabiler Strahlung in den Weltraum
Schwarze Löcher selbst strahlen natürlich nicht und leuchten nicht – deshalb sind sie Schwarze Löcher. Andererseits strahlt ihre Umgebung sehr intensiv: Die Materie, die mit Beschleunigung in ihre aussichtslose Tiefe fällt, erwärmt sich und beginnt in fast allen Bereichen Energie abzustrahlen. Und wie eine sanfte Kerzenflamme ist diese Strahlung unbeständig. Es blinkt, beruhigt sich dann – mit einem Wort „flackert“.
„Das schnelle Flackern der Strahlung eines Schwarzen Lochs wird am häufigsten im Röntgenbereich beobachtet“, erklärt Poshak Gandhi. „Deshalb haben wir uns entschlossen, dieses Phänomen zu untersuchen und es mit dem zu vergleichen, was im sichtbaren Teil des Spektrums beobachtet wird.“Dazu mussten die Wissenschaftler zwei Werkzeuge gleichzeitig verwenden: Die Orbitalmission RXTE sammelte Röntgendaten und die ULTRACAM-Kamera des VLT-Teleskops arbeitete im sichtbaren Bereich und nahm bis zu 20 Bilder pro Sekunde auf.
Beide Instrumente zielten auf zwei Schwarze Löcher - GX 339-4 und SWIFT J1753.5-0127, die die Überreste von Supernovae sind, die einst in unserer Galaxie explodierten. Beide Löcher treten in ein binäres System mit einem nahen Stern ein und absorbieren allmählich ihren Begleiter. Beide Löcher sind ungefähr gleich groß (in der Größenordnung von zehn Sonnen), obwohl sie natürlich viel kompakter sind als man erwarten würde (ihr Durchmesser ist kleiner als der der Merkurbahn).
Zu ihrer Überraschung stellten Astronomen unter der Leitung von Gandhi fest, dass das Flimmern im sichtbaren Bereich viel stärker ausgeprägt ist als im Röntgenbereich. Sie stehen natürlich in strenger Wechselbeziehung zueinander und folgen dabei einem konstanten Muster: Zuerst schwächt sich die sichtbare Strahlung merklich ab, dann setzt ein Röntgenblitz ein, den der sichtbare Blitz schnell wieder einholt – dann folgt ziemlich genau ein Rückgang den Anfang des Prozesses spiegeln (siehe Diagramm links).
Wie wir bereits erklärt haben, kommt diese Strahlung nicht vom Schwarzen Loch selbst, sondern von Materie in seiner Nähe, die einer komplexen (und sehr starken) Wirkung einer Reihe von Kräften ausgesetzt ist, einschließlich des Einflusses der Gravitation, magnetische Kräfte und Druckwellen einer heißen und ständig berstenden Materie. Es ist der gegenseitige "Kampf" dieser Kräfte, der die Unbeständigkeit des Leuchtens in der Nähe eines Schwarzen Lochs verursacht. Das von der Gruppe um Poshak Gandhi entdeckte „Muster“, nach dem jedes einzelne Flimmern auftritt, erweist sich jedoch als überraschend konstant. Vielleicht bietet es die Möglichkeit, die hier stattfindenden Prozesse besser zu verstehen.
In der Tat ist die allgemein akzeptierte Version, dass die sichtbare Strahlung aus der Umgebung eines Schwarzen Lochs sekundär ist: Sie erscheint nur als Ergebnis der Einwirkung von Röntgenstrahlen auf die umgebende Materie, die sich erwärmt und zu erwärmen beginnt strahlen im sichtbaren Bereich. In diesem Fall hätte das von Gandhi und seinen Kollegen abgeleitete Schema jedoch offensichtlich anders ausgesehen: Die Verstärkung der Strahlung in Röntgenstrahlen wäre notwendigerweise dem Blitz in sichtbaren Strahlen vorausgegangen, und dieser Blitz selbst würde „aufflammen“und „erlöschen“. „Viel langsamer. Dies ist aber eindeutig nicht der Fall - und es lohnt sich darüber nachzudenken, was dazu führt, dass die Strahlung in beiden Bereichen gleichzeitig ansteigt.
Laut Gandhi kann ein starkes Magnetfeld um ein Schwarzes Loch als solche Quelle dienen. Als „Energiereservoir“speichert er diese, „entlädt“sich irgendwann, ordnet sich also so um, dass er überschüssige Energie in Form eines millionenfach erhitzten und im Röntgenlicht leuchtenden Plasmas abstrahlt, sowie in Form eines Stroms geladener Teilchen, die auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Von hier aus, glaubt der Wissenschaftler, erscheint das Schema, das man beim Flackern eines Schwarzen Lochs beobachten kann.
Strahlend natürlich und die „Königin der Galaxie“– ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße. Ihre tödlichen Wutausbrüche können Sie im Artikel „Die Vergangenheit des Monsters“nachlesen.
Gemäß ESO-Pressemitteilung
