Warum Schwarze Löcher kosmischen Wind ausstoßen

Ein Großteil der kosmischen Strahlung im Universum stammt von Schwarzen Löchern (wobei die Schätzungen zwischen zehn und 50 Prozent liegen). Moment: sind das nicht diese Weltall-Monster, die Raumschiffe, Planeten und ganze Sonnensysteme zum Frühstück verspeisen, die nicht einmal die lichtschnelle elektromagnetische Strahlung mehr verlassen kann, sobald sie die kritische Grenze überschritten hat? Ja, das ist die Definition des Schwarzes Lochs.

Doch wenn sich solche Objekte von der Masse um sie herum ernähren, dann bleibt das nicht ohne Spuren. Das liegt daran, dass die Schwarzen Löcher Materie nicht einfach so verschlucken. Was immer sie anziehen, sammelt sich zunächst in einer Akkretionsscheibe außerhalb des Ereignis-Horizonts. Je größer und aktiver ein Schwarzes Loch, desto massiver ist diese Scheibe schnell umhergewirbelten Materials. Und Stoff (also geladene Teilchen), der – von der gigantischen Anziehungskraft des Schwarzen Lochs beschleunigt – im All umherwirbelt, erzeugt elektomagnetisch Felder und Hitze. Diese entstehen natürlich nicht aus dem Nichts: Die potenzielle Energie (Gravitationsenergie) der Akkretionsscheibe wird zumindest zum Teil umgewandelt und dann in Form von Jets und kosmischer Strahlung wieder abgegeben.

Welche physikalischen Prozesse genau dahinter stecken, haben Astronomen bisher nur vermutet. Zumindest für gigantische Schwarze Löcher wie im Kern unserer Milchstraße war der Magnetismus schon länger ein heißer Kandidat. In Nature Astronomy zeigen Forscher nun, dass dies auch für Schwarze Löcher in stellarer Größe gilt, wie sie beim Ableben eines schweren Sterns entstehen. Und wenn das so ist, dann gilt das sehr wahrscheinlich für alle Schwarzen Löcher.

Die Forscher haben dazu das Röntgenspektrum des Schwarzen Lochs GRO J1655-40 modelliert, das in etwa 11.000 Lichtjahren Entfernung Masse von seinem Begleitstern absaugt. Es gehört mit sieben Sonnenmassen zu den kleineren Vertretern seiner Art. In den Modellen der Forscher zeigt sich nun, dass nur ein magnetischer Ursprung der Strahlung alle Eigenschaften des Röntgenspektrums von GRO J1655-40 erklären kann. Das Modell lässt sich auch auf weitaus schwerere Schwarze Löcher anwenden – dass die Entstehungsweise der Strahlung unabhängig von der konkreten Ausprägung der Quelle ist, erscheint vielen Astronomen als logisch.

Ein Schwarzes Loch schluckt Masse eines Nachbarsterns in seine Akkretionsscheibe, die im Röntgenbereich strahlt (Bild: NASA / CXC / A. Hobart)

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