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NUSTAR
Gewaltige Schwarze Löcher im Hintergrund
von Stefan Deiters
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9. September 2013

Das im vergangenen Jahr gestartete Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) hat seine ersten zehn supermassereichen Schwarzen Löcher entdeckt. Mit dem Teleskop können Bilder im hochenergetischsten Röntgenbereich erstellt werden. Die Entdeckungen, von denen die Astronomen in den nächsten beiden Jahren noch Hunderte weitere erwarten, gelangen dabei eher zufällig.

NuSTAR

NuSTARs Röntgenblick ins All: Die NuSTAR-Daten sind hier über eine optische Aufnahme gelegt und in magenta dargestellt. Bild: NASA / JPL-Caltech

Das Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) der NASA war im Juni des vergangenen Jahres gestartet worden. Das markante Teleskop mit seinem langen Ausleger ist das erste Instrument, mit dem scharfe Bilder aus Röntgenstrahlen der höchsten Energie erstellt werden können. Die Astronomen erhoffen sich davon neue Einblicke in die dynamischen Regionen in unmittelbarer Nähe von Schwarzen Löchern, wo das Gas Temperaturen von Hunderten von Millionen Grad Celsius hat.

Die in den letzten Monaten mit NuSTAR entdeckten zehn supermassereichen Schwarzen Löcher sind zwischen 0,3 und 11,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. "Die Entdeckung dieser Schwarzen Löcher war Glückssache", erläutert NuSTAR-Teammitglied David Alexander vom Department of Physics der Durham University in Großbritannien. "Wir hatten uns bekannte Quellen angeschaut und die Schwarzen Löcher dabei im Hintergrund der Bilder entdeckt."

Die Astronomen hoffen in Zukunft noch auf zahlreiche weitere Entdeckungen dieser Art. Neben der Erstellung von gezielteren Durchmusterungen ganz bestimmter Bereiche des Himmels, planen die Wissenschaftler Hunderte Aufnahmen des Teleskops auf Anzeichen von Schwarzen Löchern abzusuchen, die sich eventuell im Hintergrund verbergen könnten.

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Mit der Entdeckung der supermassereichen Schwarzen Löcher auf den NuSTAR-Bildern war es jedoch nicht getan: Die Astronomen werteten anschließend Daten der Röntgenweltraumteleskope Chandra und XMM-Newton aus, die in Wellenlängenbereichen mit niedrigerer Energie beobachten. Sie stellten dabei fest, dass die Objekte schon früher beobachtet worden sind, allerdings erst die Bilder von NuSTAR darauf schließen ließen, dass sich hier eine weitere Untersuchung lohnen würde.

Eine der entscheidenden Fragen in Bezug auf supermassereiche Schwarze Löcher ist, wie viele von ihnen es überhaupt im Universum gibt. "Wir kommen der Lösung eines Rätsels immer näher, das sich erstmals im Jahr 1962 zeigte", erläutert Alexander. "Damals hatten Astronomen ein diffuses Röntgen-Hintergrundleuchten am Himmel beobachtet, von dem niemand so recht wusste, woher es kommt. Jetzt wissen wir, dass entfernte supermassereiche Schwarze Löcher ein solches Licht aussenden. Aber wir brauchen NuSTAR, um mehr Schwarze Löcher dieser Population zu entdecken und diese besser zu verstehen."

NuSTAR ist für diese Aufgabe ideal geeignet, da das Hintergrundleuchten gerade in den Wellenlängen besonders ausgeprägt ist, für deren Beobachtung NuSTAR konstruiert wurde. NuSTAR ist außerdem in der Lage, supermassereiche Schwarze Löcher zu entdecken, die sich hinter gewaltigen Gaswolken verbergen und so nur sehr schwer aufgespürt werden können.

"Die Röntgenstrahlung der höchsten Energie kann sogar sehr große Mengen an Gas und Staub durchdringen, die aktive supermassereiche Schwarze Löcher umgeben", bestätigt Fiona Harrison vom California Institute of Technology, die verantwortliche Wissenschaftlerin für NuSTAR. Ergänzende Informationen liefern schließlich auch Beobachtungen in anderen Wellenlängenbereichen, etwa das Infrarot-Weltraumteleskop Spitzer oder der Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA.

"Unsere ersten Resultate zeigen, dass die entfernteren aktiven supermassereichen Schwarzen Löcher von größeren Galaxien umgeben sind", erklärt Daniel Stern, Projektwissenschaftler für NuSTAR am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Das ist, was man erwarten würde, da im jüngeren Universum deutlich mehr größere Galaxien in Kollisionen und Verschmelzungen verwickelt waren und gewachsen sind." 

Die Astronomen berichten über ihre Beobachtungen in einem Fachartikel in der Zeitschrift Astrophysical Journal

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NuSTAR entdeckt supermassereiche Schwarze Löcher im Hintergrund. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
NuSTAR: Ausbruch des Schwarzen Lochs beobachtet - 25. Oktober 2012
NuSTAR: Röntgenteleskop vor Beginn des Regelbetriebs - 30. Juli 2012
NuSTAR: Erster Röntgenblick ins All - 3. Juli 2012
NuSTAR: NASA startet neues Röntgenteleskop - 13. Juni 2012
NuSTAR: Suche nach Schwarzen Löchern - 24. September 2007
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
NuSTAR, Seite der NASA
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