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23.02.2012
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Rekordsturm

Schwarzes Loch macht Wind

NASA/ CXC

Stellares Schwarzes Loch (Zeichnung): Wind aus der Akkretionsscheibe

Es ist der stärkste Wind, den Astronomen jemals an einem Schwarzen Loch gemessen haben: Der Moloch stößt Teilchen mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30 Millionen Kilometern pro Stunde aus - obwohl er ein Winzling ist. Und das blieb nicht die einzige Überraschung für die Forscher.

Schwarze Löcher verschlingen nicht nur Gas, Staub und mitunter ganze Sterne - sie geben dem All auch etwas zurück. So stoßen sie etwa Reste ihrer Materiemahlzeiten in sogenannten Jets aus - gewaltige Plasmastrahlen, die Tausende von Lichtjahre weit reichen können.

Ein weiteres Phänomen dieser Art sind Winde, die aus der Gasscheibe um ein Schwarzes Loch herum stammen - und jetzt haben Astronomen einen rekordverdächtig heftigen Sturm dieser Art entdeckt. Er erreicht eine Geschwindigkeit von mehr als 30 Millionen Kilometern pro Stunde, was in etwa drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit entspricht.

Studienleiter Ashley King von der University of Michigan verglich den Teilchenstrom mit den heftigsten Wirbelstürmen auf der Erde. "Das ist die kosmische Version eines Hurrikans der Kategorie fünf", wird der Forscher in einer Mitteilung der US-Weltraumbehörde Nasa zitiert. "Derart mächtige Winde hatten wir von einem solchen Schwarzen Loch nicht erwartet."

Der Grund für die Verblüffung der Astronomen: Das Objekt mit der Bezeichnung IGR J17091-3624 ist lediglich ein kleines stellares Schwarzes Loch. Es entsteht durch den Kollaps eines Sterns, der am Anfang seines Lebens mehr als achtmal so massereich ist wie unsere Sonne. Hat er den Brennstoff in seinem Innern aufgebraucht, explodiert er in einer Supernova. Der Rest stürzt anschließend zu einem Schwarzen Loch zusammen.

Solche stellaren Schwarzen Löcher besitzen nur etwa die fünf- bis zehnfache Masse der Sonne, was sie zu Winzlingen ihrer Art macht. Die Windstärke, die IGR J17091 entfacht, entspricht allerdings den Werten, die sonst bei supermassiven Schwarzen Löchern gemessen werden - und die können Millionen oder gar Milliarden Mal massereicher sein als IGR J17091. "Die Leistung dieses Schwarzen Lochs liegt weit über seiner Gewichtsklasse", kommentiert Jon Miller, einer der Autoren der Studie, die jetzt im Fachblatt "Astrophysical Journal Letters" erschienen ist.

Genügsames Schwarzes Loch

Die Windgeschwindigkeit war nicht die einzige Überraschung. Die Forscher haben auch berechnet, dass aus der Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch viel mehr Materie entweicht, als verschluckt wird. "Die landläufige Meinung lautet, dass Schwarze Löcher alles verschlingen, was ihnen zu nahe kommt", sagt King. "Wir schätzen aber, dass bis zu 95 Prozent der Materie in der Scheibe rund um IGR J17091 vom Wind weggeblasen wird."

Anders als irdische Wirbelstürme bläst der Wind aus der Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs in viele verschiedene Richtungen - was ihn von den Jets unterscheidet, die stark fokussiert und nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ins All hinausjagen. Die Forscher haben zudem Hinweise darauf gefunden, dass die Jets ihre Aktivität einstellen, wenn der Wind aus der Akkretionsscheibe bläst. Auch er weht offenbar nur zeitweise, wie die Beobachtungen mit Hilfe des "Chandra"-Weltraumteleskops ergaben.

Über die Gründe des Wechselspiels können die Forscher bisher nur spekulieren. Sie nehmen an, dass die Geometrie der Magnetfelder des Schwarzen Lochs und die Rate, mit der es Materie verschlingt, dafür verantwortlich sind.

IGR J17091 liegt rund 28.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Zentrum der Milchstraße. Es ist Teil eines sogenannten Binärsystems, in dem ein sonnenähnlicher Stern und ein Schwarzes Loch einander umkreisen.

mbe

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