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News: Klein und flink

Lange Zeit war nicht klar, ob sich Schwarze Löcher überhaupt drehen. Mittlerweile herrscht dahingehend einigermaßen Sicherheit. Mehr noch, einige kleine Exemplare wirbeln offenbar rasend schnell.
Manche sind vergleichsweise leicht und wiegen nur fünf- bis zwanzigmal so viel wie unsere Sonne. Andere hingegen sind unglaubliche Schwergewichte mit mehreren Millionen oder gar Milliarden Sonnenmassen. Die Rede ist von Schwarzen Löchern, jenen kosmischen Vielfraßen, denen selbst Licht nicht zu entkommen vermag.

Während die großen Schwarzen Löcher in der Regel im Zentrum von Galaxien sitzen, sind die kleinen stellaren überall da anzutreffen, wo einst ein massereicher Stern sein Leben ausgehaucht hat. Eines ist jedoch großen und kleinen Exemplaren gemein: Auf ihre Existenz lässt sich nur indirekt schließen, etwa durch die Bewegung anderer Objekte im All. Aber auch Röntgenstrahlung kann ein Schwarzes Loch verraten. Sie wird emittiert, wenn sich der Schlund Materie einverleibt, kurz bevor diese den Punkt erreicht, von dem es kein zurück mehr gibt – der Ereignishorizont. Dabei heizt sich Gas auf Millionen von Grad auf und emittiert eben jene charakteristische Strahlung.

Anhand dieser Emission lässt sich sogar sagen, ob sich ein Schwarzes Loch dreht oder nicht – eine Frage, die Astronomen seit langem beschäftigt. Und so wie es aussieht, rotieren Schwarze Löcher tatsächlich. Zumindest die großen, superschweren. Das zumindest ließ sich mit Röntgensatelliten wie dem japanischen ASCA, dem amerikanischen Chandra und dem europäischen XMM-Newton nachweisen. Sogar richtig schnell soll es laut der Beobachtungsdaten rundgehen. Aber was ist mit den kleinen, stellaren Schwarzen Löchern?

Auch die kommen mitunter offenbar ordentlich auf Touren, wie nun Wissenschaftler um Jon Miller vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge feststellten: Bis zu 1000 Mal pro Sekunde rotieren demnach die Schwarzen Löcher in den Doppelsystemen XTE J1650-500 und GX 339-4. Dabei muss ihre Strahlung von einem Ort stammen, der nicht einmal 30 Kilometer vom Ereignishorizont entfernt ist.

Aufgrund dessen ist das Röntgenlicht, das von den Systemen ausgeht, stark zu langen Wellenlängen verschoben – ein Hinweis, dass es sich wirklich um ein Schwarzes Loch handelt, denn nur ein solches Objekt bringt so viel Masse auf, um diesen Effekt zu bewirken. Noch ein weiteres Anzeichen legt diesen Schluss nahe und gibt gleichzeitig Aufschluss über die Bewegung des Gases: die Dopplerverbreitung der Röntgenstrahlung. Denn blickt man seitlich auf die rotierende Scheibe aus Gas und Staub, die ein Schwarzes Loch umgibt, dann gibt es stets Materie, die sich aufgrund der Rotationsbewegung vom irdischen Beobachter wegbewegt, und andererseits solche, die sich auf den Beobachter zubewegt. Dies bewirkt jeweils eine Verschiebung der Wellenlängen in die eine oder andere Richtung – einen Dopplereffekt – der das Signal "verschmiert".

"Die Entdeckung des hohen Grades der Übereinstimmung zwischen stellaren und supermassereichen Schwarzen Löchern ist ein echter Durchbruch", freut sich Miller. "Da stellare Schwarze Löcher kleiner sind, geschieht alles rund eine Million Mal schneller, sodass sie als Testumfeld für Theorien dienen können, die erklären, wie sich drehende Schwarze Löcher auf den umgebenden Raum und die dortige Materie auswirken."

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