SCHWARZE LÖCHER
Neue
Beobachtungen bestätigen Einstein
von Stefan
Deiters
astronews.com
1. Juli 2002
Wissenschaftler
haben durch die Zusammenarbeit der Röntgenteleskope Chandra und XMM
Newton beobachten können, wie Licht, das versucht aus der Nähe eines
Schwarzen Lochs zu entkommen, Energie verliert. Der Fund bestätigt eine zentrale
Vorhersage von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie.
Die Galaxie NGC 3516. Foto: Hubble Space Telescope / Matt
Malkan
Die direkte Umgebung eines Schwarzen Lochs in einer
Computersimulation. Das schwarze Oval in der Mitte stellt den
Ereignishorizont des Schwarzen Lochs dar.
Bild:
NASA |
Schwarze Löcher sind wohl die Objekte im All, die die Phantasie der meisten
Menschen beschäftigen. Ihre gewaltige Masse sorgt für eine so große
Gravitationskraft, dass nicht einmal das Licht entkommen kann, wenn
es einmal eine bestimmte Grenze - Ereignishorizont genannt - überschritten hat.
Schwarze Löcher sind also im Prinzip unsichtbar, verraten sich aber durch ihre
Wirkung auf ihre Umgebung: Das Material, das durch das Schwarze Loch angezogen
wird, wird extrem heiß und sorgt so für eine intensive Strahlung, die man
beobachten kann.
Die Erkundung der Region in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Loches ist für
Astronomen äußerst spannend: Durch die extreme Anziehungskraft des Schwarzen
Loches sollten hier nämlich Raum und Zeit gekrümmt sein - so sagen es zumindest
die auf den ersten Blick recht bizarr anmutenden Vorhersagen von Einsteins
Relativitätstheorie voraus. Zudem dürfte sich in diesem Bereich ein turbulentes
Gemisch aus Gas befinden, das um das Schwarze Loch in einer so genannten
Akkretionsscheibe herumwirbelt.
Mit Hilfe der Röntgensatelliten XMM Newton und Chandra hat eine
Gruppe von Astronomen nun diesen spannenden Bereich unter die Lupe genommen und
eine Bestätigung für Einsteins Theorien entdeckt: Sie beobachteten eine
bestimmte Linie im Spektrum des Lichts rund um das Schwarze Loch und
errechneten, dass das Aussehen dieser Linie ein Ergebnis der Schwerkraft ist,
die ein Teil der Energie des Lichts quasi abgezwackt hat. "Unsere Beobachtungen
schließen eine Reihe anderer Erklärungen für das Aussehen der
Eisen-Spektrallinie aus", so Dr. T. Jane Turner vom NASA Goddard Space Flight
Center. "Sie zeigen, dass Einstein recht hatte."
Die Forscher beobachteten das Zentrum der Galaxie NGC 3516, die vermutlich
ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Inneren verbirgt. Das Gas im
Inneren leuchtet im Röntgenbereich, da es in der Nähe des Schwarzen Loches auf
enorme Temperaturen aufgeheizt wird. Untersucht man nun das Spektrum des Lichts,
das aus dem Zentrum der Galaxie kommt mit einem Spektrum, das man im Labor
aufgenommen hat, fallen bestimmte Unterschiede auf: So betrachteten die
Astronomen im aktuellen Fall eine Eisen-Emissionslinie, die nicht mehr ist als
ein Ausschlag bei einer bestimmten Energie im Spektrum darstellt. Die Laborlinie sieht
aber deutlich anders aus als jene, die man um NGC 3516 entdeckt hat, wofür es
verschiedene Ursachen gibt: Beispielsweise den Doppler-Effekt, da sich Gas in einer
rotierenden Scheibe einmal auf uns zu bewegen kann oder auch von uns weg.
Turner und ihre Kollegen fanden neben diesen recht kleinen "Störungen" auch
eine deutlich breitere Komponente in der betrachteten Eisenlinie von NGC 3516,
die auf die Anziehungskraft des Schwarzen Lochs zurückzuführen sein dürfte.
"Genau die Kombination aus breiten und kleinen Charakteristika unterstützen
Einsteins Theorie", so Turner. Doch nicht nur zur Bestätigung von Einstein sind
die Beobachtungen mit den beiden Röntgensatelliten wertvoll: Sie liefern den
Astronomen auch wertvolle Hinweise auf die Struktur der Akkretionsscheibe und
der vorhandenen Magnetfelder in der Nähe des Schwarzen Lochs.
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