Schwarze Löcher sind 'schwarz', weil das Licht ihrer Schwerkraft
nicht entkommen kann. Andererseits sind einige unter ihnen die
hellsten Röntgenquellen im Himmel. Was in Wirklichkeit strahlt, ist
der Materiefluß zum Schwarzen Loch. In der Nähe des Schwarzen Lochs
wird der Fluß sehr heiß und emittiert deshalb im Röntgenbereich.
Beobachtungen legen nahe, dass es gleichzeitig zwei verschiedene
Materieströmungen um das Schwarze Loch gibt. Eine davon ist relativ
kühl und ähnelt einer sehr dünnen Scheibe, während die andere
viel heisser und beinahe kugelförmig ist. Diese zwei Materieströme
sind für die zwei sehr unterschiedlichen Komponenten im
Energiespektrum von Schwarzen Löchern verantwortlich (Abbildung
1). Die Eigenschaften der Variabilität der beiden Komponenten
sind ebenfalls unterschiedlich - die kühlere Komponente ist sehr
stabil, während die heissere Komponente in einem großen Bereich
von Zeitskalen stark variiert (Abbildung 2). Der Grund für diese
Variabilität ist ein Rätsel.
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Forscher am Max-Planck-Institut für Astrophysik haben
vorgeschlagen, dass die unterschiedliche Veränderlichkeit der
Spektralkomponenten durch die innere Dynamik der Materieströme
verursacht wird. Man glaubt, dass beide Strömungen turbulent sind
mit ähnlichen charakteristischen Zeitskalen, die mit der
Umdrehungsdauer bei einer bestimmten Entfernung vom Schwarzen Loch
vergleichbar sind. Der Unterschied besteht in der Dynamik der radialen
Bewegung. Die radiale Bewegung in der kühlen Strömung
(dünnen Scheibe) ist extrem langsam, und dies verwischt effektiv
jegliche Störung, die diese Strömung erfährt. Dagegen
ist die radiale Bewegung der heißen Strömung um
Größenordnungen schneller. Diese schnellere Strömung
kann Störungen, die bei größeren Entfernungen vom
Schwarzen Loch entstehen, in die innersten Regionen, in denen die
meiste Röntgenstrahlung abgestrahlt wird, mitnehmen. Diese
Annahme erlaubt, die Geometrie der Materieströmung in einem
großen radialen Gebiet zu untersuchen, auch in Regionen, in
denen keine Röntgenstrahlung emittiert wird. Das Modell
erklärt auf natürliche Weise, wie die charakteristische
Amplitude der Variabilität von den betrachteten Zeitskalen
abhängt, und wie Veränderungen in der Geometrie des
Materiestroms die beobachtete Variabilität beeinflussen
(Abbildung 3 und Abbildung 4). Außerdem macht das Modell die
Vorhersage, dass schnellere Störungen, die bei kleineren
Abständen vom Schwarzen Loch auftreten werden, langsameren
Störungen, die bei größeren Entfernungen erzeugt
werden, überlagert werden sollten. Auf diese Weise 'weiß'
die Amplitude der schnellsten Veränderungen von langsameren
Veränderungen im Röntgenfluß -- was in ausgezeichneter
übereinstimmung mit Beobachtungen ist.
E. Churazov, M. Gilfanov, M. Revnivtsev
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