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Astrophysik: Der Rülpser eines Schwarzen Lochs

Ein kurzer Energieausbruch reichte, um in eine Gaswolke zwei gigantische Löcher zu reißen. Stabil bleiben sie keineswegs nur, weil das enthaltene Plasma so heiß ist.
Illustration des Jets eines Schwarzen Loches
Wenn ein Schwarzes Loch Masse verschluckt, entstehen oft energiereiche Jets, die weit ins umgebende Gas hineinreichen.

Zwei mysteriöse Blasen in heißem Gas stammen von einem gigantischen »Rülpser« eines supermassereichen Schwarzen Lochs. Das berichtet ein Team um John Orlowski-Scherer von der University of Pennsylvania anhand von Daten des Green-Bank-Radioteleskops in West Virginia. Wie die Arbeitsgruppe in ihrer Veröffentlichung in der Fachzeitschrift »Astronomy & Astrophysics« schreibt, entstanden die Blasen, als das Schwarze Loch im Zentrum des Galaxienclusters MS0735 eine große Menge Materie verschlang. Dabei erzeugte es für kurze Zeit gewaltige Jets, Strahlen aus extrem beschleunigter Materie, die das heiße Gas in der Umgebung zurückdrängten. Zur Überraschung der Forscher blieben die Blasen stabil, nachdem die Jets erloschen.

Um den Grund dafür zu finden, untersuchte das Team das Innere der Blasen. Dazu analysierten die Forscher, wie der kosmische Mikrowellenhintergrund an den Elektronen des heißen Gases um das Schwarze Loch herum gestreut wird. Dabei betrachteten sie insbesondere Faktoren jenseits der in den Blasen vorherrschenden Temperatur, die dem Druck des umgebenden Gases ebenfalls entgegenwirken könnten. Tatsächlich zeigte sich, dass ein beträchtlicher Beitrag zu diesem Gegendruck von Teilchen kommt, deren Impuls nicht ausschließlich auf ihre thermische Bewegung zurückgeht. Dazu gehören Teilchen nahe der Lichtgeschwindigkeit und andere hochenergetische Strahlung, die zum Beispiel durch Stoßwellen beschleunigt wurden, aber auch turbulente Wirbel im Gas der Blasen sowie Teilchen, die entlang von Magnetfeldern beschleunigt werden.

Dass diese zusätzliche Bewegungsenergie ausreicht, um die auf Grund ihrer intensiven Radiostrahlung erkennbaren Strukturen für lange Zeiträume stabil zu halten, liegt an der enormen Gewalt des ursprünglichen Energieausbruchs. Dadurch spielen sich in den Blasen bis heute ungewöhnlich viele energiereiche Prozesse ab. »Wir sehen dort einen der energiereichsten Ausbrüche, der jemals bei supermassereichen Schwarzen Löchern beobachtet wurde«, sagte Orlowski-Scherer laut einer Pressemitteilung des Green-Bank-Observatoriums.

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