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XMM-NEWTON
Signale aus einer aktiven Galaxie
von Stefan Deiters
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18. September 2008

Mit Hilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton ist es Astronomen erstmals gelungen, ein lange gesuchtes Signal aus dem Zentrum eines aktiven Galaxienkerns aufzuspüren. Hier verbirgt sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Das entdeckte periodische Signal war bislang nur bei kleineren Schwarzen Löchern nachgewiesen worden.

AGN

Mit XMM-Newton entdeckten Astronomen nun quasi-periodische Signale aus dem Zentrum einer aktiven Galaxie. Bild: Aurore Simonnet (Sonoma State University) / M. Gierlinski

Wenn Material in ein Schwarzes Loch gerät, heizt es sich auf und sendet dabei Röntgenstrahlen aus. Diese Strahlung muss aber nicht gleichmäßig ausgesandt werden: Da das Material sich vor dem Verschwinden im Schwarzen Loch in einer Bahn um die Schwerkraftfalle bewegt, kommt es zu charakteristischen periodischen Signalen im Röntgenbereich, aus denen man sogar auf die Masse des Schwarzen Lochs schließen kann. Diese Signale sind vielfach von stellaren Schwarzen Löchern in der Milchstraße beobachtet worden. Diese hatten eine Masse von einigen zehn Sonnenmassen.

Astronomen gehen allerdings davon aus, dass die physikalischen Prozesse, die Ablaufen, wenn ein Schwarzes Loch Material verschlingt, unabhängig von der Masse des Schwarzen Lochs sein sollten. Das würde aber bedeuten, dass man die gleichen Signale, die man von stellaren Schwarzen Löchern empfangen hat, auch bei den supermassereichen Schwarzen Löchern entdecken können müsste, die sich in den Zentren von Galaxien verbergen. Diese können Massen von mehreren Milliarden Sonnenmassen haben.

Bislang war die Suche nach diesen Signalen, sogenannten quasi-periodischen Oszillationen, bei den supermassereichen Schwarzen Löchern erfolglos geblieben. Jetzt aber gelang es Wissenschaftlern mit Hilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton ein solches Signal vom Schwarzen Loch im Zentrum des aktiven Galaxienkerns RE J1034+396 nachzuweisen. Hier befindet sich ein Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa einer Millionen Sonnenmassen. Damit ist, so die Wissenschaftler, bestätigt, dass die fundamentalen Prozesse, die beim Wachstum Schwarzer Löcher ablaufen, bei Schwarzen Löchern aller Größenklassen gleich sind. Der Fund liefert den Astronomen auch ein neues Verfahren zum Studium solcher aktiven Galaxienkerne.

"Mit der Beobachtung dieses sehr deutlichen Signals wissen wir jetzt sicher, dass sogar die Erhöhung der Masse eines Schwarzen Lochs um einen Faktor von mehreren Millionen nichts an den grundlegenden Prozessen ändert, mit denen Gas in das Schwarze Loch hineingezogen wird", erläutert Marek Gierlinski von der Universität in Durham. Gierlinski ist Erstautor eines Artikels über die Beobachtungen, der in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature erscheint.

"Diese lange ersehnte Entdeckung wurde erst durch die äußerst empfindlichen Instrumente an Bord von XMM-Newton möglich", so Norbert Schartel, Projektwissenschaftler für XMM-Newton bei der ESA. "Wir sind begeistert, dass diese Mission so einen wichtigen Beitrag zum Verständnis dieser komplexen Systeme leisten konnte." Jetzt müssen die Astronomen nur noch herausfinden, warum offenbar einige Schwarze Löcher das jetzt entdeckte Verhalten zeigen, andere hingegen nicht. Es gibt also noch einiges darüber zu lernen, wie sich Gas kurz vor dem Verschwinden in ein Schwarzes Loch verhält.

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siehe auch
Schwarze Löcher: Neues Messverfahren spricht für Mittelklasse - 18. Mai 2007
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