Welt der Physik Astronomen vernehmen «Herzschlag» aus Schwarzem Loch

Per Röntgensatellit haben Astronomen den rätselhaften «Herzschlag» eines gigantischen Schwarzen Lochs wiederentdeckt. Das Massemonster im Zentrum einer weit entfernten Galaxie sendet ungefähr im Stundentakt Signale aus.

Das noch nicht vollständig geklärte Phänomen war 2007 zuerst gesichtet worden, wurde seit 2011 jedoch von unserer Sonne verdeckt. Im britischen Fachblatt «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» berichtet ein Team um Hauptautor Chichuan Jin von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften nun über die Wiederentdeckung des «Herzschlags» mit dem europäischen Röntgensatelliten «XMM-Newton» im Jahr 2018.

«Dieser ‹Herzschlag› ist erstaunlich», so Jin in einer Mitteilung der Universität Durham, deren Forscher an der Arbeit beteiligt waren. «Er belegt, dass solche Signale von supermassereichen Schwarzen Löchern sehr kräftig und ausdauernd sein können.» Ursprung der Röntgenpulse ist das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der 600 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie mit der Katalognummer RE J1034+396. Es ist von einer sogenannten Akkretionsscheibe umgeben, auf der sich Materie sammelt, bevor sie auf Nimmerwiedersehen im Schwarzen Loch verschwindet. Die hinabstürzende Materie heizt sich so stark auf, dass sie hell im Röntgenbereich leuchtet.

«Die Hauptidee für die Entstehung dieses ‹Herzschlags› ist, dass sich die inneren Bereiche der Akkretionsscheibe ausdehnen und zusammenziehen», erläuterte Co-Autor Chris Done von der Universität Durham. Auf diese Weise könnte Materie schwallartig in das Schwarze Loch fallen. Die Zeit zwischen den «Herzschlägen» kann demnach Auskunft geben über die Grösse und die Struktur der Materie in der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs. Überrascht sind die Forscher von der Ausdauer des Signals.

Seit 2011 stand die Ursprungsgalaxie am Himmel zu nah an der Sonne für eine Beobachtung mit Röntgensatelliten. Deren empfindliche Instrumente müssen stets von der Sonne weg zeigen. «XMM-Newton» kann nur in einem Winkel von 70 bis 110 Grad von der Sonne beobachten, wie Jin erläuterte. Alles, was weiter nördlich oder südlich steht, ist für den Satelliten nicht zugänglich.

Erst 2018 tauchte das Schwarze Loch wieder in den beobachtbaren Bereich ein. Bis dahin war nicht klar, ob der «Herzschlag» ein kurzfristiges Phänomen ist oder länger anhält. Die Wiederentdeckung biete nun die Gelegenheit, die Natur und den genauen Ursprung des «Herzschlag»-Signals genauer zu untersuchen.

* Fachartikelnummer DOI: 10.1093/mnras/staa1356