FERMI
Riesenblasen durch Mahlzeit des Schwarzen Lochs?
von Rainer Kayser
28. März 2011

Im letzten Jahr entdeckten Astronomen mit dem Gammastrahlenobservatorium Fermi eine gewaltige blasenförmige Struktur, die vom Zentrum unserer Milchstraße ausgeht und hochenergetische Gammastrahlung aussendet. Ein internationales Astronomenteam könnte nun eine Erklärung für das Phänomen gefunden haben: Vielleicht handelt es sich um eine Art Rülpser des zentralen Schwarzen Lochs.

Die im November 2010 entdeckte Struktur im Zentrum der Milchstraße. Bild: NASA / DOE / Fermi LAT / D. Finkbeiner et al.

Ende 2010 sorgte eine Entdeckung des amerikanischen Weltraumteleskops Fermi für Aufsehen: Vom Zentrum unserer Milchstraße aus ragen zwei gewaltige, etwa 25.000 Lichtjahre große Strukturen ins All, die hochenergetische Gammastrahlung aussenden. Ein Team chinesischer und russischer Forscher hat nun ein Modell für die Entstehung dieser mysteriösen "Fermi-Blasen" entwickelt: Wenn das supermassereiche Schwarze Loch im galaktischen Zentrum Sterne verschlingt, schleudert es einen Teil der Materie nach außen. Diese "Rülpser" führen zu Schockwellen, die im Halo der Milchstraße Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, schreiben die Forscher in ihrer online veröffentlichten Arbeit.

"Wir haben den von der Sonne ausgehenden Sonnenwind als Analogie für unser Modell verwendet", erklärt Kwong Sang Cheng von der Universität Hongkong. "Der Sonnenwind erzeugt eine Blase im interstellaren Medium, die so genannte Heliosphäre." Ganz ähnlich, so Cheng und seine Kollegen, verlaufe der Vorgang in der Umgebung des galaktischen Zentrums. Das gewaltige Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße verschlinge immer wieder Sterne, die ihm zu nahe kommen, im Mittel etwa einen Stern alle 30 Millionen Jahre, so Cheng.

Doch bei diesen "Mahlzeiten" nimmt das Schwarze Loch nur etwa die Hälfte der Sternenmaterie auf, die andere Hälfte stößt es mit großer Geschwindigkeit nach außen ab. So dringen immer wieder Stoßwellen aus heißem Plasma in den umgebenden galaktischen Halo vor. Diese Stoßwellen wirken wie Teilchenbeschleuniger und katapultieren Elektronen auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit. Die hochenergetischen Teilchen wiederum erzeugen dann die von Fermi gemessene Gammastrahlung.

Mit Computersimulationen wollen Cheng und seine Kollegen nun die genaue Verteilung der Gammastrahlung bestimmen, die sich aus ihrem Modell ergibt. "Diese Verteilung können wir dann mithilfe von Beobachtungen überprüfen", so Cheng. Der Forscher rechnet innerhalb von sechs bis neun Monaten mit ersten Ergebnissen, die dann das Modell bestätigen oder widerlegen können.