 |
|
Abb. 1:
Die Falschfarben-Abbildung zeigt die Region um das Zentrum unserer
Milchstraße wie sie von INTEGRAL in Gammastrahlung gesehen wird.
Die Positionen des supermassereichen Schwarzen Loches Sgr A* und
der Molekülwolke Sgr B2 sind markiert. Die Entfernung zwischen
Sgr A* und Sgr B2 betr"agt etwa 350 Lichtjahre. Daher wird Sgr B2
erst jetzt von der Gammastrahlung getroffen, die Sgr A* vor 350
Jahren w"ahrend seiner letzten aktiven Phase abgestrahlt hat.
Diese intensive Strahlung wird von dem molekularen Wasserstoffgas
in Sgr B2 absorbiert und auf charakteristische Weise wieder
abgegeben, weil das Gas im Gammalicht zu fluoreszieren beginnt.
Die anderen hellen Objekte auf der rechten Bildseite sind bereits
bekannte Quellen von Gammastrahlung.
(Quelle: ESA, M. Revnivtsev (IKI/MPI Astrophysik))
|
 |
 |
|
Bitte klicken Sie auf das Bild um, den Film (WMV-Format,1MB) zu starten.
Diese Animation zeigt, wie sich Astronomen vorstellen, was in der
Vergangenheit nahe dem Zentrum unserer Milchstraße passiert ist.
Ein starker Gammablitz, den Sgr A* vor etwa 350 Jahren abgegeben hat
und der mehrere Jahre andauerte, hat den interstellaren Raum durchquert
und jetzt Sgr B2, eine Wolke aus molekularem Wasserstoffgas, erreicht.
Die starke Gammastrahlung wird vom Gas absorbiert und bringt es zum
Leuchten. Indem Astronomen die von Sgr B2 reflektierte und wieder
abgegebene Strahlung studieren, können sie erstmals die stürmische
Vergangenheit des supermassereichen Schwarzen Lochs Sgr A* genau
rekonstruieren.
(Quelle: ESA)
|
| |
Seit einigen Jahren ist nachgewiesen, dass sich im Zentrum unserer
Milchstrasse ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet, das sich zur
Zeit allerdings in einer Art "Ruhezustand" befindet. Doch neueste
Beobachtungen mit "Integral", dem Gammastrahlen-Observatorium der ESA,
haben jetzt gezeigt, dass dieses Schwarze Loch noch vor etwa 350 Jahren
wesentlich aktiver gewesen sein muss und im Vergleich zu heute Millionen
mal mehr Energie abgegeben hat. Die Messungen wurden von einem
internationalen Forscherteam durchgeführt, an dem auch Wissenschaftler
des Max-Planck-Instituts für Astrophysik beteiligt waren. Die Forscher
rechnen damit, dass die Materiefalle auch in Zukunft wieder aktiv werden
könnte (Astronomy & Astrophysics, 2004).
Die meisten Galaxien beherbergen in ihren Zentrum ein supermassereiches
Schwarzes Loch, welches Millionen, ja sogar Milliarden mal massereicher
als unsere Sonne sein kann. Auch unsere eigene Galaxie, die
Milchstrasse, enthält eine solche supermassereiche Gravitationsfalle.
Astronomen nennen sie Sgr A* (gesprochen: "Sagittarius A star") - wegen
ihrer Position im südlichen Sternenbild Schütze (lat. Sagittarius).
Trotz seiner enormen Masse von mehr als einer Million Sonnen erscheint
Sgr A* heute als eine eher ruhige und harmlose Materiefalle. Doch nun
haben neue Untersuchungen mit dem ESA-Gammastrahlen-Observatorium
"Integral" gezeigt, dass Sgr A* in der Vergangenheit wesentlich aktiver
gewesen sein muss. Die Daten belegen eindeutig, dass es mit seiner
Umgebung in heftige Wechselwirkungen getreten ist und damals Millionen
mal mehr Energie freigesetzt hat als heute.
Zu diesem Ergebnis ist ein internationales Team von Wissenschaftlern
unter der Leitung von Dr. Mikhail Revnivtsev, Space Research Institute,
Moskau, Russland, und Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching,
gekommen. Wie Revnivtsev es formuliert: "Vor etwa 350 Jahren ging die
Region um Sgr A* buchstäblich in einer Flut von Gammablitzen unter."
Diese Gammastrahlung ist unmittelbare Folge der früheren Aktivität von
Sgr A* in einer Phase, in welcher Gas und Staub, eingefangen von der
Gravitation des Schwarzen Lochs, verdichtet und so lange aufgeheizt
wurden, bis sie sehr intensiv Röntgen- und Gammastrahlung abgaben, um
dann schließlich hinter dem Ereignishorizont - dem "point of no return",
von welchem nicht einmal mehr Licht zu entrinnen vermag - zu verschwinden.
Das Forscherteam war nur dank einer gigantischen kosmischen Wolke aus
molekularem Wasserstoff, die man als Sgr B2 bezeichnet, in der Lage,
diesen Teil der Geschichte von Sgr A* zu enthüllen. Jene Wolke befindet
sich etwa 350 Lichtjahre von Sgr A* entfernt und spielt somit die Rolle
eines lebenden Zeitzeugen der hektischen Vergangenheit dieses Schwarzen
Loches.
Auf Grund seiner Distanz zu dem Schwarzen Loch im Zentrum der
Milchstraße wird Sgr B2 erst heute von den vor 350 Jahren von Sgr A*
emittierten Gammastrahlen erreicht, Strahlung also aus einer Zeit hoher
Aktivität der Materiefalle. Diese hochenergetische Strahlung wird von
dem Gas in Sgr B2 absorbiert und anschließend mit einer eindeutigen
Signatur erneut emittiert.
"Wir sehen heute gewissermaßen das Echo des Ausbruchs in einem
natürlichen Spiegel nahe dem galaktischen
Zentrum - die riesige Wolke Sgr B2 reflektiert also jene Gammastrahlen,
die von Sgr A* vor 350 Jahren emittiert wurden", sagt Revnivtsev. Der
Blitz war offenbar so stark, dass die davon beleuchtete Wolke selbst
im Röntgenbereich fluoresziert hat, so dass diese Strahlung schon vor
"Integral" von anderen Röntgenteleskopen gesehen wurde. Allerdings gab
es bisher auch andere Vorschläge, die Herkunft der Röntgenstrahlung zu
erklären, beispielsweise als Wechselwirkung der Wolke mit kosmischer
Strahlung. Doch die neuen Messungen mit "Integral" zeigen eindeutig,
dass es hochenergetische Strahlung vom Schwarzen Loch selbst sein muss,
die von der Wolke reflektiert und reprozessiert wurde. Damit ist es den
Wissenschaftlern erstmals gelungen, die stürmische Geschichte von Sgr A*
zu rekonstruieren.
Das Stadium hoher Aktivität Schwarzer Löcher steht in unmittelbarem
Zusammenhang mit der Art und Weise ihres Wachstums: Denn
supermassereiche Schwarze Löcher kommen nicht mit diesem Geburtsgewicht
zur Welt, sondern wachsen schrittweise auf Grund ihrer gewaltigen
Schwerkraft, indem sie mit der Zeit mehr und mehr Materie aus ihrer
Umgebung verschlingen. Beim Verschlucken dieser Materie entstehen dann
gewaltige Blitze im Röntgen- und Gammalicht. Dabei gilt: Je gieriger das
Schwarze Loch, desto stärker ist seine freigesetzte Strahlung.
Die Entdeckung mit "Integral" löst endlich das Geheimnis, wie viel
Energie und insbesondere wie viel harte Röntgenstrahlung von
"stillen" supermassereichen Schwarzen Löcher wie Sgr A* emittiert
wird. Schon länger hatten Wissenschaftler
vermutet, dass es viele solcher stillen Schwarzen Löcher
im Universum geben muss, doch es war bisher nicht bekannt, mit welchen
Eigenschaften sie Energie freisetzen.
"Noch vor einigen Jahren hätten wir nicht zu träumen gewagt,
dieses Rätsel so bald zu lösen", sagt Revnivtsev. "Dank "Integral" ist
es uns nun gelungen!"
Die Messergebnisse von Revnivtsev und seinem Team belegen, dass das
letzte Stadium hoher Aktivität von Sgr A* vor etwa 350 Jahren mindestens
zehn Jahre gedauert haben muss.
Publikation:
Revnivtsev, M. G.; Churazov, E. M.; Sazonov, S. Yu.; Sunyaev, R. A.;
Lutovinov, A. A.; Gilfanov, M. R.; Vikhlinin, A. A.; Shtykovsky, P. E.;
Pavlinsky, M. N.
Hard X-ray view of the past activity of Sgr A* in a natural Compton mirror
Astronomy and Astrophysics, 425, L49-L52 (2004)
Presse-Echo:
 Artikel in "New Scientist"
|
