Bildnachweis: Harvard CfA
Die meisten Galaxien, einschließlich der Milchstraße, sind mit riesigen Gas- und Staubwolken gefüllt, die als Nebel bezeichnet werden und als dunkle Silhouetten vor dem sternenklaren Hintergrund erscheinen. Nebel leuchten nur, wenn sie von nahe gelegenen Energiequellen beleuchtet oder angeregt werden.
Normalerweise ist die Energiequelle ein oder mehrere Sterne. Auf dem 204. Treffen der American Astronomical Society in Denver, Colorado, gab der Smithsonian Astrophysiker Philip Kaaret (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) heute bekannt, dass ein Nebel mit Röntgenstrahlen eines Schwarzen Lochs beleuchtet wird. Darüber hinaus legt die Helligkeit des Nebels nahe, dass die Röntgenquelle ein Schwarzes Loch mittlerer Masse sein kann, das um ein Vielfaches größer ist als die meisten stellaren Schwarzen Löcher.
Dieser überraschende Fund bietet nur das zweite bekannte Beispiel eines mit Schwarzen Löchern beleuchteten Nebels nach LMC X-1 in der großen Magellanschen Wolke und das erste Beispiel eines Nebels, der von einem Schwarzen Loch mit mittlerer Masse angetrieben wird.
„Astronomen freuen sich immer über neue Dinge, und dieser Nebel ist sicherlich etwas Neues. Es ist wie ein Royal Flush, wenn Sie zum ersten Mal Poker spielen - so selten ist das “, sagte Kaaret.
Der Nebel wurde ursprünglich von Manfred Pakull und Laurent Mirioni (Universität Straßburg) entdeckt und befindet sich 10 Millionen Lichtjahre entfernt in der irregulären Zwerggalaxie Holmberg II. Vor zwei Jahren stellten Pakull und Mirioni fest, dass es sich anscheinend um eine ultraluminöse Röntgenquelle handelt.
Durch die Kombination der Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops und des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA mit denen des XMM-Newton-Raumfahrzeugs der ESA konnten Kaaret und seine Kollegen Martin Ward (Universität Leicester) und Andreas Zezas (CfA) die Röntgenquelle am Zentrum des Nebels. Darüber hinaus strömt die mysteriöse Quelle Röntgenstrahlen mit einer enormen Geschwindigkeit aus und scheint in Röntgenstrahlen eine Million Mal heller als die Sonne bei allen Wellenlängen des Lichts zusammen.
Die Beobachtungen von Kaaret und seinen Mitarbeitern zeigen, dass diese Röntgenstrahlen von einem schwarzen Loch erzeugt werden, das Materie von einem jungen, massiven Begleitstern mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Erdmasse alle vier Jahre verschlingt. Diese bescheidene Akkretionsrate reicht aus, um einen riesigen, 100 Lichtjahre breiten Schwad des umgebenden Nebels zu ionisieren und zu beleuchten.
Die Röntgenemissionen liefern einen wichtigen Hinweis auf die Natur des Schwarzen Lochs. Einige Astronomen haben vorgeschlagen, dass Röntgenstrahlen von der Quelle in Holmberg II und ähnlichen hellen Quellen wie ein Suchscheinwerfer in Erdrichtung gestrahlt werden. Ein solches Strahlen würde die Röntgenquelle heller erscheinen lassen als sie wirklich ist, wodurch das Schwarze Loch massiver erscheinen würde als es wirklich ist.
Kaarets Daten widersprechen dieser Ansicht und zeigen stattdessen, dass das Schwarze Loch in Holmberg II Röntgenstrahlen gleichmäßig in alle Richtungen aussendet. Daher legt seine Helligkeit nahe, dass es massereicher sein muss als jedes stellare Schwarze Loch in unserer eigenen Galaxie und mehr als das 25-fache der Sonnenmasse und wahrscheinlich mehr als 40 Sonnenmassen wiegt. Das würde es als ein Schwarzes Loch mit „mittlerer Masse“ einstufen.
"Es ist nicht einfach zu erklären, wie sich schwarze Löcher mit mittlerer Masse bilden. Da wir nur wenige Beispiele zu untersuchen haben, ist jeder neue Fund wichtig “, sagte Kaaret.
Diese Forschung wird in einem von Kaaret, Ward und Zezas gemeinsam verfassten Artikel in einer kommenden Ausgabe der Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen unterteilt sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Originalquelle: Harvard CfA Pressemitteilung
