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XMM-NEWTON
Am Rand des Schwarzen Lochs
von Stefan Deiters
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28. Mai 2009

Mit Hilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton haben Astronomen jetzt die unmittelbare Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs untersucht. Die Schwerkraftfalle im Zentrum der Galaxie 1H0707-495 verschlingt danach Material mit einer äußerst hohen Rate: In dem Schwarzen Loch verschwindet in jeder Stunde das Äquivalent von zwei Erden.

Schwarzes Loch

Mit XMM-Newton konnten Astronomen nun die unmittelbare Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs untersuchen. Bild: ESA / C. Carreau

Das supermassereiche Schwarze Loch befindet sich im Zentrum der Galaxie 1H0707-495 und wurde vom europäischen Röntgenteleskop XMM-Newton im Januar 2008 viele Stunden lang untersucht. Die Schwerkraftfalle galt bislang als besonders gut durch Wolken aus Gas und Staub vor unseren Blicken geschützt, doch die Beobachtungen im Röntgenbereich erlaubten einen einmaligen Blick in die innersten Regionen dieser Galaxie. "Wir können uns nun ein Bild von der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs machen", so Andrew Fabian von der University of Cambridge, der die Beobachtungen und Analysen leitete.

Die von XMM-Newton beobachteten Röntgenstrahlen entstehen, wenn Material in das Schwarze Loch fällt und sich dabei aufheizt. Die Röntgenstrahlung wird zudem von Material reflektiert, das kurz davor ist, vom Schwarzen Loch verschluckt zu werden und in einer Scheibe um die Schwerkraftfalle kreist.

Aus den Spektren des Lichtes erfahren die Astronomen einiges über die Vorgänge in der Region, aus der diese Strahlung stammt. Dazu gehört etwa die Geschwindigkeit bestimmter Atome oder die Energie, die die Röntgenstrahlung benötigt, um dem Einflussbereich des Schwarzen Lochs noch zu entkommen. Auf diese Weise können die Wissenschaftler auch folgern, dass sie tatsächlich Material beobachten, das sich in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs befindet.

Besonders zwei Spektrallinien des Eisens im reflektierten Röntgenlicht hatten es den Astronomen angetan: Diese beiden Linien wurden bislang noch nie im Zentrum einer aktiven Galaxie beobachtet und treten nur bei einer großen Häufigkeit von Eisen auf. Die Astronomen werten den Fund daher als Hinweis dafür, dass der Anteil an Eisen im Zentrum der beobachteten Galaxie deutlich höher sein muss als im Rest der Galaxie.

Interessant waren auch Helligkeitsschwankungen im Röntgenlicht. So konnten die Wissenschaftler in einer langwierigen statistischen Analyse ermitteln, dass es eine Verzögerung von 30 Sekunden zwischen den Schwankungen in der Röntgenstrahlung gibt, die wir direkt beobachten und der, die zunächst von der Scheibe um das Schwarze Loch reflektiert wird. Daraus ermittelten die Astronomen die Größe der Region, die die Strahlung reflektiert und daraus wiederum die Masse des Schwarzen Lochs: Sie wird auf die drei bis fünf Millionen-fache Masse unserer Sonne geschätzt.

Außerdem ergaben die Beobachtungen, dass das Schwarze Loch sich äußerst schnell um die eigenen Achse dreht und dabei mit einer hohen Rate Material verschlingt - fast bis zum Maximum des theoretisch möglichen. Die Masse, die das Schwarze Loch pro Stunde aufnimmt, errechneten die Astronomen auf die doppelte Masse der Erde.

Das Team wird die Galaxie weiter untersuchen, denn gerade die Vorgänge rund um die Aufnahme von Material, die sogenannte Akkretion, sind alles andere als einfach zu verstehen: "Akkretion ist ein sehr komplizierte Sache", so Fabian, "da die Magnetfelder dabei eine wichtige Rolle spielen." Die Forscher hoffen, dass weitere Beobachtungen sie noch näher an den "Rand" des Schwarzen Lochs bringen und mehr Details über diese unwirkliche Region verraten.

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siehe auch
Schwarze Löcher: Das dramatische Ende eines Sterns - 19. Februar 2004
Milchstraße: "Todesschrei" vom Rand des Schwarzen Lochs - 3. November 2003
Schwarze Löcher: Die Grenze der Akkretionsscheibe - 9. Mai 2001
Links im WWW
XMM-Newton, Seite der ESA
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