© Jamie Law-Smith and Enrico Ramirez-Ruiz

Science
08/27/2020

Rätsel um supermassive Schwarze Löcher gelöst

Wenn Sterne schwarzen Löchern zu nahe kommen, werden sie zerrissen. Was danach passiert, haben Forscher nun herausgefunden.

von Martin Stepanek

Wenn ein Stern einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum seiner Galaxie zu nahe kommt, wird dieser auseinandergerissen. Werden die Trümmerteile in das Schwarze Loch gezogen, kommt es zu hell leuchtender Strahlung, die über sensible Teleskope auf der Erde zu sehen ist. Unklar war allerdings, ob die Trümmer eine rotierende Scheibe rund um das Schwarze Loch bilden und warum die Strahlung manchmal im Röntgenbereich, meist aber nur im ultravioletten oder optischen Lichtspektrum zu beobachten ist.

Trümmerscheibe rund um Schwarzes Loch

Forscher der University of California wollen nun einen klaren Beweis gefunden haben, dass die Trümmerteile tatsächlich eine sogenannte Akkretionsscheibe formen, die durch ihre Rotationsbewegung Materie in Richtung des Zentrums und also des Schwarzen Lochs transportiert. Der Theorie zufolge müssten diese inneren Regionen, wo heißes Gas in das Schwarze Loch trudelt, dabei immer Röntgenstrahlen erzeugen. Kopfzerbrechen bereitete Forschern aber, dass diese fast nie von der Erde aus zu beobachten sind.

Einige Wissenschaftler verwarfen deshalb die Theorie der rotierenden Scheibe und führten die leuchtende Strahlung auf Kollisionen der herumfliegenden Trümmer zurück. Die neuen Forschungserkenntnisse suggerieren nun aber, dass sich immer eine Akkretionsscheibe bildet, selbst wenn keine Röntgenstrahlen zu sehen sind. Nahe eines Schwarzen Loches verdecke optisch dichter Wind die Sicht auf die Röntgenstrahlung.

Doppler-Effekt enttarnt Scheibe

"Was allerdings zu sehen ist, ist das optische Licht einer ausgedehnten elliptischen Scheibe", sagt der Astronome Enrico Ramirez-Ruiz. Eine optische Verzerrung, die am ehesten mit dem Doppler-Effekt zu vergleichen ist, hatte die Forscher die Scheibe ursprünglich nicht als solche erkennen lassen.

Wie bei einer Krankenwagen-Sirene, die je nach Position zum Beobachter ihre Tonhöhe ändere, ändere sich auch die Frequenz des Lichtes, je nachdem ob sich das Material auf der rotierenden Scheibe gerade auf oder weg vom Beobachter in Richtung Schwarzes Loch bewege. Hat man diese optische Täuschung einmal verstanden, lässt sich die Theorie der Akkretionsscheibe beim Zerreißen von Sternen bestätigen.

Gelungen ist den Forschern die Entdeckung bei der Beobachtung einer Galaxie mit dem klingenden Namen "2MASS J10065085+0141342", die sich 624 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Das im Zentrum der Galaxie entdeckte Schwarze Loch besitzt eine Masse, die mehrere Millionen größer ist als die unserer Sonne. Die Forschungsergebnisse wurden im Astrophysical Journal veröffentlicht.

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