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SCHWARZE LÖCHER
Beobachtet: Schwarze Löcher rotieren

von Stefan Deiters
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2. Mai 2001

Als ob es im All nicht schon kompliziert genug wäre: Mit Hilfe des NASA Rossi X-Ray Timing Explorer fanden Wissenschaftler jetzt eindeutige Anzeichen dafür, dass sich zumindest manche Schwarze Löcher - wie andere Sterne auch - um die eigene Achse drehen. Im Röntgenbereich gibt es zudem manche Ähnlichkeit mit Neutronensternen.

drehendes Schwarzes Loch
So stellt sich ein Künstler das System aus Schwarzem Loch und Riesenstern vor. Bild: NASA/Honeywell MAX-Q Digital Group/Dana Berry
"Fast jedes Objekt, was wir im Weltraum kennen, dreht sich", erläutert Dr. Tod Strohmayer vom NASA Goddard Space Flight Center. "Das gilt für Planeten, Sterne und ganze Galaxien. Bei Schwarzen Löchern ist dies allerdings recht schwer direkt zu sehen, da man ja keine feste Oberfläche beobachten kann, die sich dreht. Wir können aber das Licht beobachten, das von Materie abgestrahlt wird, die gerade in das Schwarze Loch fällt."

Strohmayer beobachtete ein stellares Schwarzes Loch, was nach Ansicht der Astrophysiker ein normales Produkt der Entwicklung eines sehr massereichen Sternes ist. Wie viel mal mehr Masse ein Stern aufweisen muss, um als ein solches Schwarzes Loch zu enden, ist Gegenstand der aktuellen Forschung, doch geht man inzwischen von mindestens der zehnfachen Masse unserer Sonne aus. Diese Sterne beenden ihr nukleares Leben in einer gewaltigen Supernova-Explosion und werden dann - je nach Masse - zu einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch. 

Mit dem Rossi Explorer, der im Dezember 1995 gestartet wurde, haben Forscher lange Zeit ein bestimmtes Flackern in der Röntgenabstrahlung von Neutronensternen beobachtet. Dieses Flackern, so die Interpretation, wird von heißem Gas verursacht, das sich um den Neutronenstern bewegt - und zwar nahe einer Bahn, die die Astronomen "letzten stabilen Orbit" nennen: Dichter darf ein Gasklumpen nicht an das Zentralobjekt kommen, ohne endgültig auf ihn zu stürzen.

Strohmayer untersuchte das Objekt GRO J1655-40, einen sogenannten Mikroquasar in rund 10.000 Lichtjahren Entfernung von der Erde. Mikroquasare, auch kürzlich vom europäischen Röntgenteleskop XMM Newton beobachtet (astronews.com berichtete), sind Schwarze Löcher, die zwei Jets aus hochenergetischen Partikeln ins All schleudern, die senkrecht zur sogenannten Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch ausgerichtet sind. Und auch bei diesem Objekt konnte Strohmayer das von den Neutronensternen bekannte Flackern beobachten. GRO J1655-40 hat eine Masse von etwa der siebenfachen Masse unserer Sonne.   

"Ein rotierendes Schwarzes Loch verändert den es umgebenden Raum deutlich", erklärt Strohmayer. "Die Drehung erlaubt es der Materie in deutlich geringerem Abstand um das Schwarze Loch zu kreisen und je dichter die Materie dem Schwarzen Loch kommt, desto schneller kann sie auf ihrer Bahn werden. Das bei GRO J1655-40 beobachtete Flackern lässt sich nur durch die Drehung des Schwarzen Loches erklären."

Das periodische Flackern entdeckte Strohmayer bei zwei unterschiedlichen Frequenzen. Schon bei Neutronensternen hat man häufig zwei Flackern mit unterschiedlicher Frequenz gefunden und hatte das auf die Strahlung zurückgeführt, die von der festen Oberfläche des Neutronenstern abgestrahlt wird. Da aber jetzt auch Schwarze Löcher das gleiche Phänomen zeigen und diese nicht über eine vergleichbare Oberfläche verfügen, muss wohl die Theorie für das Flackern der Neutronensterne im Röntgenbereich neu überdacht werden. Die Drehung dürfte hat das Schwarzen Loches vermutlich schon von seinem Vorgängerstern übernommen haben. 

siehe auch
XMM: Röntgenteleskop beobachtet Mikroquasar - 18. April 2001
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