Kosmischer Vielfraß widerlegt astronomische "Fressgrenze" Kleines Schwarzes Loch mit Riesenappetit - scinexx | Das Wissensmagazin
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Kosmischer Vielfraß widerlegt astronomische "Fressgrenze"

Kleines Schwarzes Loch mit Riesenappetit

Das Schwarze Loch P13 mit seinem fütternden Begleiter (grafische Darstellung). © Tom Russell (ICRAR)

Klein, aber dafür umso gieriger: Das Schwarze Loch P13 verschlingt Gas ungefähr zehnmal schneller als Astronomen dies für möglich hielten. Bislang galt die Annahme, dass die Größe eines Schwarzen Loches auch seinen Hunger begrenzt – P13 ist für seinen beobachteten Riesenappetit jedoch viel zu klein und widerlegt diese Regel, schreiben Astronomen im Fachmagazin „Nature“.

Schwarze Löcher sind die Vielfraße des Universums: Unersättlich saugen sie alles auf, was in ihren Einflussbereich gerät. Ob und in welcher Form Energie oder gar Materie einem Schwarzen Loch entkommen oder von ihm wieder ausgestoßen werden, ist vielfach diskutiert, aber noch nicht eindeutig geklärt. Bislang nahmen Astronomen an, dass die Größe eines Schwarzen Loches bestimmt, wie viel Masse es innerhalb einer bestimmten Zeit schlucken kann. Dabei galt die Faustregel: Je gefräßiger, desto größer.

Nun aber haben Wissenschaftler um Roberto Soria von der australischen Curtin University in Perth eine spektakuläre Ausnahme von dieser Regel gefunden: das Schwarze Loch P13 im Randbereich der Galaxie NGC7793, ungefähr 12 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. P13 fiel den Astronomen zunächst auf, weil es unglaublich hell strahlt, rund eine Million Mal heller als unsere Sonne. Diese Strahlung stammt vom aufgesaugten Gas, das sich beim Sturz in das Schwarze Loch stark aufheizt und im Röntgenbereich leuchtet.

Nicht groß, aber gefräßig

P13 musste also offenbar besonders gierig sein. Deshalb nahmen die Forscher zunächst an, es sei auch sehr groß und massereich. „Es erschien plausibel, dass P13 größer als die gewöhnlichen, weniger hellen Schwarzen Löcher ist, die wir in unserer eigenen Galaxie beobachten“, beschreibt Soria. Doch mitnichten: Es stellte sich heraus, dass P13 nur weniger als 15 Sonnenmassen auf die Waage bringt – für ein Schwarzes Loch ziemlich klein.

Position von P13 in der Galaxie NGC7793 (Kombinierte Aufnahme im Röntgenbereich und sichtbaren Licht). © NASA/CXC/Univ. Strasbourg/M. Pakull et al./ESO/VLT/NOAO/AURA/NSF/CTIO 1.5m/Tom Russell(ICRAR)

Bestimmen konnten die Astronomen diese Masse durch das Zusammenspiel mit einem Begleitstern des Schwarzen Loches. P13 bildet ein Doppelsystem mit einem Superriesen von etwa 20 Sonnenmassen, welcher das Schwarze Loch mit Gas füttert. Das Licht dieses Sterns war auf einer Seite stets heller als auf der anderen, erläutert Soria. Dieser Unterschied stammt von dem Schwarzen Loch, dessen Röntgenstrahlung den Stern auf einer Seite grell anstrahlt. Daraus konnten die Wissenschaftler die Massen der Partner im System und deren Umlaufzeit von 64 Tagen berechnen.

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Champions im stellaren Wett-Essen

Die Gier dieses Schwarzen Loches bei seiner gleichzeitig so geringen Masse überraschte die Forscher: Die Menge an Gas, die P13 pro Minute verschlingt, entspricht einem Vergleich der Astronomen zufolge 100 Milliarden Milliarden Hot Dogs – rund zehnmal mehr als bisher für möglich gehalten wurde. Soria vergleicht P13 darum mit dem japanischen Wett-Esser Takeru Kobayashi, der trotz seiner eher schmalen Statur zahlreiche Weltrekorde im Viel- und Schnell-Essen hält – unter anderem auch für 110 Hot Dogs in zehn Minuten.

„Es gibt keine wirklich streng gezogene Grenze wie wir dachten. Schwarze Löcher können tatsächlich mehr Gas aufsaugen und mehr Licht produzieren“, fasst Soria zusammen. Allerdings wird die Mahlzeit von P13 nach kosmischen Maßstäben nicht lange anhalten: Es gehört zu den sogenannten ultraleuchtkräftigen Röntgenquellen. Solche Schwarzen Löcher bezeichnet Soria als „die Champions des Gas-Wettessens im Universum, sie verschlingen ihre Sterne in weniger als einer Million Jahre.“

(Nature, 2014; doi: 10.1038/nature13730)

(International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), 09.10.2014 – AKR)

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