19.02.2004 · Astronomen beobachten Schwarzes Loch beim Verzehr
Von Günter PaulNicht nur in den Zentren der Quasare und der sogenannten aktiven Galaxien, die sich durch leuchtkräftige Kerne auszeichnen, verbergen sich Schwarze Löcher. Diese exotischen Gebilde, die Materie aus ihrer Umgebung aufsaugen und vernichten, ohne selbst sichtbar zu sein, kommen vielleicht sogar in der überwältigenden Mehrheit der Galaxien vor. Einen Hinweis darauf hat jetzt die Erforschung des Sternsystems RXJ1242-1119 geliefert. In dessen Zentrum hat eine internationale Forschergruppe um Stefanie Komossa vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik erstmals ein Schwarzes Loch ausgemacht, das gerade dabei war, einen Stern zu "verzehren".
Schwarze Löcher sind schwer nachzuweisen, weil sie sich der direkten Beobachtung entziehen. Hauptsächlich fallen sie durch ihre Schwerkraft auf. Nahe des rund 25000 Lichtjahre von uns entfernten Zentrums der Milchstraße beispielsweise bewegen sich die Sterne so, als befänden sie sich im Einflußbereich einer riesigen Masse. Es hat jahrelang gedauert, bis man diese Masse tatsächlich als Schwarzes Loch identifizieren konnte.
Röntgenstrahlen beim Einsaugen
Auch durch das Aufsaugen von Materie können sich Schwarze Löcher bemerkbar machen. Stürzt diese Materie in sie hinein, wird sie mächtig beschleunigt. Dabei heizt sie sich enorm auf, und intensive Röntgenstrahlung entsteht. Ist die Materie vertilgt, klingt die Röntgenstrahlung wieder ab. Derartige Strahlungsausbrüche im Röntgenbereich haben die Astronomen schon mehrfach in weit entfernten Galaxien beobachtet. Sie auf Schwarze Löcher zurückzuführen ist bislang aber nicht möglich gewesen. Das ist den Astronomen jetzt erstmals gelungen.
Die Galaxie RXJ1242-1119 war den Forschern schon im Jahr 1992 aufgefallen. Mit dem deutschen Röntgensatelliten Rosat beobachteten sie damals, daß die Helligkeit des Sternsystems, die im optischen Bereich ganz normal ist, im Röntgenbereich ein ungewöhnliches Ausmaß erreichte. Genauer konnte man die Quelle allerdings nicht lokalisieren, weil dazu das räumliche Auflösungsvermögen von Rosat nicht ausreichte.
Mit zwei Teleskopen
Mittlerweile stehen wesentlich modernere Weltraumobservatorien zur Verfügung, so daß sich die Astronomen abermals der Galaxie zuwendeten. Mit dem amerikanischen Röntgenobservatorium Chandra ist es gelungen, das Zentrum des Sternsystems als Quelle zu identifizieren. Mit dem europäischen Röntgenobservatorium XMM-Newton haben die Forscher zusätzlich ein detailliertes Spektrum der Röntgenstrahlung erhalten.
Zur Überraschung der Astronomen stellte sich heraus, daß die Helligkeit der Galaxie im Röntgenbereich seit 1992 auf ein Zweihundertstel abgefallen war. Damals war das Objekt noch so leuchtstark gewesen, daß es - hätte man es in das Zentrum der Milchstraße versetzt - die Strahlung der hellsten Röntgenquelle in unserer Galaxis fünfzigtausendfach übertroffen hätte. Ganz verschwunden ist die Röntgenstrahlung nicht.
Einsaugen von Materie
Aus dem Abfall der Helligkeit und dem Spektrum läßt sich herleiten, daß ein Schwarzes Loch im Zentrum von RXJ1242-1119 gerade einen Stern verzehrt hat, der vermutlich durch eine enge Begegnung mit einem anderen Stern in die Nähe des Gebildes geschleudert worden ist. In der Nähe des Schwarzen Lochs ist dieser Stern infolge von Gezeitenkräften zerrissen worden. Während ein Teil seiner Brocken verschlungen wurde, ist der Rest fortgeschleudert worden. Der Leuchtkraft zufolge hat das Schwarze Loch am Höhepunkt des Ereignisses alle zehn Minuten eine Materiemenge von der Größenordnung einer Erdmasse aufgesogen - insgesamt etwa ein Prozent des Sterns, wenn dieser so massereich wie die Sonne gewesen ist. Dieser geringe Prozentsatz stimmt mit den Ergebnissen von Modellrechnungen überein.
