Nahinfrarot-Strahlenschübe in diesem Jahr übertreffen historische Beobachtungen Milchstraße: Extreme Ausbrüche am Schwarzen Loch - scinexx | Das Wissensmagazin
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Milchstraße: Extreme Ausbrüche am Schwarzen Loch

Nahinfrarot-Strahlenschübe in diesem Jahr übertreffen historische Beobachtungen

SChwarzes Loch
Das Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße war dieses Jahr ungewöhnlich aktiv (Illustration). © ESO/ L. Calçada

Mysteriöse Eruptionen: Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße verblüfft durch ungewöhnliche Aktivität – heftige Ausbrüche starker Nahinfrarotstrahlung. Ein im Mai 2019 detektierter Ausbruch sogar alle bis dahin gemachten Beobachtungen in diesem Wellenlängenbereich, wie die Astronomen berichten. Ob diese Ausbrüche ein „Aufwachen“ von Sagittarius A* ankündigen oder nur vorübergehend sind, ist jedoch noch offen.

Bisher galt das supermassereiche Schwarze Loch in unserem Galaxienzentrum eher als ruhig und inaktiv. Zwar umkreisen heiße Gasklumpen seine Ereignishorizont und es könnte auch einen Jet aus Radiostrahlung besitzen. Dennoch schien der Appetit dieses Schwerkraftgiganten bislang eher gehemmt – es verschlingt nur relativ wenig Materie. Der letzte große Ausbruch von Sagittarius A* liegt wahrscheinlich schon rund zwei Millionen Jahre zurück.

Sagittarius A*
Region um Sagittarius A* in einer Aufnahme des Röntgenteleskops Chandra. © NASA

Abrupter Helligkeitsschub

Doch in diesem Jahr scheint unser Schwarzes Loch erneut ungewöhnlich aktiv, wie Astronomen um Tuan Do von der University of California in Los Angeles (UCLA) feststellten. Sie hatten Sagittarius A* im April und Mai 2019 vier Nächte lang mit der Nahinfrarot-Optik des Keck-2-Teleskops auf Hawaii beobachtet. Die Intensität der von der Umgebung des Schwarzen Lochs ausgehenden Strahlung gilt als gute Methode, um dessen Aktivität zu überwachen.

Das überraschende Ergebnis: „In der ersten Aufnahme, die ich in dieser Nach sah, strahlte das Schwarze Loch so hell, dass ich es anfangs für den Stern SO-2 hielt“, berichtet Do. „Ich hatte Sagittarius A* noch nie so hell gesehen.“ Das Milchstraßen-Zentrum steigerte seine Strahlungsintensität innerhalb von zwei Stunden plötzlich um das 75-Fache auf 6,19 Millijansky, wie die Forscher berichten. Und auch in den drei anderen Nächten registrierten sie ähnliche, wenn auch etwas schwächerer Helligkeitsschübe.

Historisch einmalig

„Etwas Derartiges haben wir noch nie gesehen – in den ganzen 24 Jahren, in denen wir dieses supermassereiche Schwarze Loch erforschen, gab es das noch nie“, sagt Dos Kollegin Andrea Ghez. Der Vergleich mit weiteren historischen Daten enthüllte, dass ein dieser Schub von Nahinfrarot-Strahlung alle bisherigen Beobachtungen um das Doppelte übertraf. Und auch die anderen beiden Strahlenschübe waren in Stärke und Art beispiellos, wie die Astronomen berichten.

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Doch was ist der Grund? Klar scheint, dass Sagittarius A* zumindest in diesen Nächten seinen Appetit gesteigert hat – es hat mehr Materie angesaugt und dadurch diese Strahlenausbrüche verursacht. „Die große Frage ist aber, ob das Schwarze Loch damit in eine ganz neue Phase eintritt oder ob wir hier nur das vorübergehende Feuerwerk einiger Gasklumpen sehen, die verschlungen werden“, sagt Seniorautor Mark Morris von der UCLA.

G2
Nahe Sterne und die Gaswolke G2 im Umfeld von Sagittarius A*. © ESO/MPE/Marc Schartmann, CC-by-sa 4.0

Sternenpassage als Auslöser?

Sollte das Schwarze Loch nur einen kleinen „Zwischensnack“ verschlungen haben, dann kämen mehrere Quellen dafür in Betracht. Eine könnte die nahe Annäherung des Sterns S0-2 im Sommer 2018 sein. Bei dieser Passage brachte der Stern möglicherweise größere Mengen Gas und vielleicht sogar nahe Begleitsterne in die Nähe des Schwarzen Lochs. „Allerdings gibt es in dieser Sternengruppe keine offensichtlichen Kandidaten für einen so großen Massenverlust“, sagen Do und sein Team.

Eine andere Möglichkeit wären Reste des Objekts G2, das im Frühjahr 2014 haarscharf am Schwarzen Loch im Herzen der Milchstraße vorbeischrammte. Zunächst für eine Gaswolke gehalten, entpuppte sich dieses Objekt später als Konvolut zweier frisch verschmolzener Sterne. Auch das Verschlingen größere Asteroiden könnten die Strahlenausbrüche vielleicht erklären – dies hatten Astronomen bereits 2015 als Erklärung für damalige Röntgenstrahlen-Ausbrüche des Schwarzen Lochs vermutet.

Oder doch ein dauerhaftes „Aufwachen“

Doch es ist nicht ausgeschlossen, dass diese Ausbrüche nicht vorübergehend sind, sondern eine ganz neue Phase des Schwarzen Lochs ankündigen. Sagittarius A* könnte dann seine Akkretionsrate grundsätzlich erhöht haben. „Die Messungen von 2019 bringen die aktuellen Modelle an ihre Grenzen“, sagen Do und sein Team. Sie müssen möglicherweise angepasst werden, um die Zunahme der Aktivität und Helligkeit zu erklären.

Gleichzeitig sollte das Schwarze Loch künftig intensiver beobachtet werden: „Wenn das Aktivitätsniveau von Sagittarius A* tatsächlich gestiegen ist, dann müssten auch die Beobachtungen in anderen Wellenlängen erhöhte Strahlungslevels zeigen“, so Do und seine Kollegen. Allerdings: Selbst wenn das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße plötzlich einen stärkeren Appetit entwickelt – für unser Sonnensystem und die Erde hätte dies keine spürbaren Folgen. (Astrophysical Journal Letters, 2019; doi: 10.3847/2041-8213/ab38c3)

Quelle: University of California – Los Angeles

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