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Astrophysik: Im Takt des Schwarzen Lochs

Eine sonderbare Gaswolke gibt Forschern Rätsel auf: Alle 162 Tage feuert sie einen Schwall energiereicher Lichtteilchen in Richtung Erde. Ist in Wahrheit ein weit entferntes Schwarzes Loch verantwortlich?
Das Sternsystem SS 433: Ein Schwarzes Loch feuert zwei Jets ins All (Hintergrund), deren Atomkerne eine Gaswolke zum Leuchten anregen (Vordergrund)Laden...

SS 433 ist ein Sternsystem der Extreme: 15 000 Lichtjahre von der Erde entfernt, umkreisen sich hier ein Schwarzes Loch und ein Riesenstern. Letzterer verliert dabei laufend Materie, die sich in einer Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch sammelt. Senkrecht dazu schießt heiße Materie ins All, in zwei gegenläufigen, eng fokussierten Bündeln, so genannten Jets.

Das Umfeld von SS 433 ist weniger extrem, dafür stellt es Astrophysiker vor ein Rätsel: Eine Gaswolke in 110 Lichtjahren Entfernung gibt immer wieder energiereiche Gammastrahlung ab, ohne dass man die Ursache dafür kenne, berichtet ein Team um Jian Li vom Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in »Nature Astronomy«.

Auf den ersten Blick scheint die Gaswolke zu weit entfernt zu sein, um von dem Schwarzen Loch mit Energie versorgt zu werden. Die Astrophysiker vermuten daher einen indirekten Zusammenhang: Wahrscheinlich erhalten Protonen im Jet oder durch seitliche Auswürfe der Akkretionsscheibe so viel Schwung, dass einige von ihnen die große Strecke zur Gaswolke überwinden können. Treffen sie dort auf Atome, entweicht energiereiche Strahlung ins All.

Für dieses Szenario spricht die Frequenz des Signals: Der Gammastrahlen-Satellit Fermi hat in der Vergangenheit alle 162 Tagen einen Schwall extrem energiereicher Lichtteilchen aus Richtung der Gaswolke aufgefangen, schreiben die Forscher. Mit derselben Periode verändert sich auch das Schwarze Loch in SS 433: Seine Akkretionsscheibe samt Jet torkelt wie ein strauchelnder Kreisel umher und kommt dabei alle 162 Tage wieder am Ausgangspunkt an. Berechnungen zeigen, dass das System dabei Materie großflächig im Weltall versprühen müsste – die früher oder später auch die ferne Gaswolke erreichen sollte.

34/2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 34/2020

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