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Kugelsternhaufen: Ein Schwarzes Loch zu viel

Schwarze Löcher in Messier 22

Wo eins ist, können auch noch mehr sein? Nein, besagen Modelle – zumindest wenn es um Schwarze Löcher in Kugelsternhaufen geht. Diese sollten sich aufgrund ihrer großen Masse zunächst auf das Zentrum des Haufens zubewegen, dort einen instabilen Unterhaufen bilden und schließlich aus der Sternansammlung hinausgeschleudert werden. Nun aber fordert ein Astronomenteam diese Hypothese heraus, denn im Kugelsternhaufen Messier 22 beobachtete es zwei Strahlungsquellen im Radiobereich, bei denen es sich wahrscheinlich um Schwarze Löcher handelt.

Schwarze Löcher in Messier 22 | Die Aufnahme auf der linken Seite zeigt den Kugelsternhaufen Messier 22 im visuellen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Die Position der beiden nun entdeckten Schwarzen Löcher ist mit dem orangenen Quadrat gekennzeichnet und auf der rechten Seite in einer Aufnahme des Very Large Array im Radiobereich zu sehen.
Messier 22 ist ein rund 10 000 Lichtjahre entfernter Kugelsternhaufen im Sternbild Schütze mit einem Alter von rund 12 Milliarden Jahren. Für seine Beobachtungen benutzte das Team um Jay Strader von der Michigan State University das Radiointerferometer Very Large Array. Dabei fand es zwei Strahlungsquellen, die sich nahe des Zentrums von Messier 22 befinden. Um diese Quellen zu identifizieren, beobachteten die Astronomen sie auch im Röntgenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Das Röntgenobservatorium Chandra wurde hierbei allerdings nicht fündig, was bedeutet, dass die Helligkeit der beiden Quellen im Röntgenbereich sehr gering ist.

Aus dem Verhältnis zwischen den Leuchtstärken im Radio- und Röntgenbereich schlossen Strader und Kollegen, dass es sich bei ihren Beobachtungen um Schwarze Löcher handelt, die sich mit je einem Begleiter in einem Doppelsystem befinden. Dem Begleiter wird Materie entzogen, die eine Akkretionsscheibe bildet, bevor sie in das Schwarze Loch hineinstürzt. Radiostrahlung wird ausgesendet, wenn sich aufgrund des starken Magnetfelds in dieser Region ein Teilchenstrahl senkrecht zur Akkretionsscheibe bildet.

Die Röntgenemission hingegen hat ihren Ursprung in der Scheibe selbst und entsteht durch Gasturbulenzen, welche die Materie stark erhitzen. Radio- und Röntgenemission von Schwarzen Löchern sind proportional zueinander. Während dieses Verhältnis in Messier 22 zu den typischen Werten für Schwarze Löcher passte, haben weder Neutronensterne noch Weiße Zwerge Eigenschaften, die mit den Beobachtungen übereinstimmen.

Daraus schlossen die Astronomen, dass es sich bei ihren Beobachtungen tatsächlich um Schwarze Löcher handelte, und zwar mit einer Masse im Bereich von 10 bis 20 Sonnenmassen. Dieses Ergebnis steht damit nicht nur im Gegensatz zu den derzeitigen Modellen, sondern die Astronomen gehen in ihrem in der Fachzeitschrift "Nature" erschienenen Artikel noch weiter. Sie schlagen vor, dass es in Messier 22 bis zu Hundert solcher Objekte geben könnte und dass weitere Beobachtungen genauere Aufschlüsse über die Entwicklung von Kugelsternhaufen liefern können.

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  • Quellen
Nature 10.1038/nature 11490, 2012

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