M87: Ein Schwarzes Loch beim Essen beobachtet
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M87: Ein Schwarzes Loch beim Essen beobachtet |
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Wissenschaftler am MPA haben (in Zusammenarbeit mit Kollegen in USA und Grossbritannien) mithilfe von Aufnahmen des Röntgensatelliten Chandra erstmalig die Einflusssphäre des schwarzen Lochs in der Galaxie M87 beobachtet, innerhalb deren Radius das interstellare Gas von der Gravitationskraft des Schwarzen Lochs eingefangen wird. Dort haben sie Dichte und Temperatur diese Gases gemessen und daraus die Rate berechnet, mit der das Schwarze Loch mit Materie gefüttert wird.
Die Existenz von Schwarzen Löchern im Zentrum der meisten Galaxien ist mittlerweile eine weitgehend akzeptierte Tatsache. Dabei ist das Schwarze Loch im Zentrum von M87 in etwa 50 Millionen Lichtjahre Entfernung das massivste Schwarze Loch in der "Galaktischen Umgebung": es wiegt mehr als eine Milliarde Sonnenmassen, konzentriert in eine Region deren Ausmasse kleiner als unser Sonnensystem sind. Die Masse des Schwarzen Lochs wurde vom Hubble Space Teleskop gemessen, das eine Scheibe heissen Gases entdeckte, die sehr schnell um das Schwarze Loch rotiert.
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| Abbildung 1: Links ist das Chandra Röntgenbild der Umgebung des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 (gelb) und des heissen interstellaren Gases (rot) zu sehen. Der hellste Punkt des Bildes liegt auf der Position des Schwarzen Lochs, aber seine Röntgenleuchtkraft ist wesentlich geringer, als es das Standardmodell für effiziente Akkretionsscheiben erwarten lässt. Der schwarze Kreis im Zentrum zeigt die Position der Einflusssphäre, wo Gasdichte und Temperature gemessen wurden. Das NASA Hubble Space Teleskop Bild rechterhand zeigte bereits zuvor eine Scheibe schnell rotierenden Gases um das Schwarze Loch herum. Es wird allgemein angenommen, dass auch der gleissende Strom (oder "Jet") von extrem schnellen Elektronen, der vom Kern von M87 ausgeschieden wird (sichtbar als schräg über das Bild laufendes Merkmal) vom Schwarzen Loch angetrieben wird. Die hellsten Knotenpunkte dieses Jets emittieren ebenfalls Röntgenlicht, sowie Radiostrahlung (grüne Umrisslinien im linken Bild). |
Obwohl weiter entfernte, supermassive Schwarze Löcher enorme Leuchtkraft freisetzen können (in diesem Fall werden sie als Quasare bezeichnet), sind die meisten supermassiven Schwarzen Löcher in Galaxien unserer näheren Umgebung extrem leuchtschwach, und M87 ist ein besonders lehrreiches Beispiel für diese Klasse von Objekten. Die Leuchtkraft eines Schwarzen Lochs wird von Materie freigesetzt, die in Form einer Akkretionsscheibe in das Schwarze Loch fällt.
Typischerweise reicht die Gravitationskraft eines Schwarzen Lochs aus, um Materie von Entfernungen einzufangen, die bis zu 10000 mal grösser als der Radius des Schwarzen Lochs selbst sind. Wegen seiner grossen Masse, und damit auch seines grossen Radius, und dank der unübertroffenen Empfindlichkeit und Winkelauflösung des Chandra Röntgenteleskops, konnte nun die Region beobachtet werden, in der das Gas vom Schwarzen Loch eingefangen wird. Diese neuen Beobachtungen zeigen, dass die Rate, mit der das Schwarze Loch in M87 mit Materie gefüttert wird, ausreichen sollte, um es wesentlicher heller strahlen zu lassen, als beobachtet wird. Dies legt nahe, dass die Schwarzen Löcher in unserer Umgebung nicht deswegen so leuchtschwach sind, weil sie nicht gefüttert werden, sondern, weil ihre Akkretionsscheiben Masse nur sehr ineffizient in Energy umwandeln.
Tiziana Di Matteo
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