Flackern bei Schwarzen Löchern

Ein internationales Forscherteam von ESO (European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere) und NASA hat über Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) und einem Röntgenteleskop im Weltraum Zusammenhänge zwischen einem regelmäßigen Flackern im sichtbaren Licht und Röntgenemissionen bei aktiven, stellaren Schwarzen Löchern entdeckt.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ESO/Raumcon/Wikipedia/NASA.

ESO
Das Very Large Telescope der ESO besteht aus vier großen Einzelteleskopen, deren Licht überlagert wird. (Bild: ESO)

Mit Hilfe der Hochgeschwindigkeitskamera UltraCam im VLT und parallelen Beobachtungen im Röntgenbereich über den Rossi X-Ray Timing Explorer der NASA wurde ein sprunghafter Intensitätswechsel im sichtbaren Spektrum bei den Schwarzen Löchern Swift J1753.5-0127 und GX 339-4 untersucht und mit den Röntgenemissionen der beiden Objekte abgeglichen. Beide Schwarzen Löcher werden von Begleitsternen in sehr geringem Abstand umlaufen. Die Umlaufzeiten liegen bei 3,2 Stunden bzw. 1,7 Tagen. Dabei wird in beiden Fällen vom jeweiligen Schwarzen Loch Materie aus dem Begleitstern abgezogen.

Auf seinem spiralähnlichen Weg in die Singularität wird das Gas extrem komprimiert und erhitzt. Dabei entstehen variable Lichtemissionen. Vor jedem hellen Aufflackern im Röntgenbereich wird das sichtbare Licht zunächst schwächer, um dann in einem hellen Blitz aufzuleuchten und schließlich rasch wieder nachzulassen. Bisher hatte man angenommen, dass das sichtbare Licht infolge des Röntgenblitzes entstünde. Dies stellte sich nun als Irrtum heraus.

ESO/L. Calçada
Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Loches, das Materie von einem benachbarten Stern absaugt.
(Bild: ESO/L. Calçada )

Man nimmt jetzt stattdessen an, dass das Flackern im sichtbaren Spektrum durch die starken Magnetfelder in der Umgebung der Schwarzen Löcher entsteht. Diese sind in der Lage, Energie für eine gewisse Zeit aufzunehmen und zu speichern. Bei einem gewissen Schwellenwert aber kommt es zu spontanen Emmissionen von Licht oder Röntgenstrahlung. Das Licht entsteht demnach beim Aussenden hochenergetischer Partikelströme, die Röntgenstrahlung dagegen bei gewaltigen Plasmaausstößen.

Die UltraCam ist eine neu entwickelte Hochgeschwindigkeitskamera für Großteleskope. Sie kann 20 Bilder pro Sekunde aufnehmen. Bei der anfallenden, nicht mit der normalen Fotografie vergleichbaren Datenmenge, ist dies ein deutlicher Fortschritt. Rossi XRTE ist ein nach dem Astronomen Bruno Rossi benanntes Weltraum-Teleskop der NASA, dass Beobachtungen im Röntgenstrahlungsbereich bei Energien von 2 bis 250 keV (keV = Tausend Elektronenvolt) durchführt. Es wurde am 30. Dezember 1995 gestartet.

Raumcon:

Weblinks (engl.):

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