Wenn in einem Doppelsternsystem ein Partner zu einem Schwarzen Loch wird, kommt es oft zu Wechselwirkungen mit dem Begleitstern. Oft saugt dann das Schwarze Loch dem masseärmeren Partner Material ab. Dieses sammelt sich in einer rotierenden Scheibe aus heißem Plasma um das Schwarze Loch und gibt dabei Röntgenstrahlung und energiereiche Teilchen ab. Entsteht dabei ein Jet aus beschleunigten Teilchen und Strahlung, sprechen Astronomen von einem Mikroquasar – analog zu den aktiven supermassereichen Schwarzen Löchern im Herzen ferne Galaxien, die als Quasare noch über Milliarden Lichtjahre hinweg sichtbar sind. In den letzten Jahren mehren sich die Indizien dafür, dass auch die weit kleineren und schwächeren Mikroquasare Teilchen auf vergleichsweise hohe Energien beschleunigen können. Bei den Röntgen-Doppelsternen Cygnus X-1 und Cygnus X-3 in unserer Milchstraße haben Astronomen bereits Gammastrahlen im Bereich von einige Gigaelektronenvolt nachgewiesen. Der 16.000 Lichtjahre entfernte Mikroquasar SS-433 gilt sogar als einer der stärksten Teilchenbeschleuniger in unserer Galaxie.
Können auch massearme Mikroquasare Gammastrahlung erzeugen?
Bisher ist jedoch unklar, ob diese Mikroquasare nur Ausnahmen sind oder ob Mikroquasare generell einen nennenswerten Anteil zur kosmischen Strahlung beitragen. Hinzu kommt: Die bisher als kosmische Teilchenbeschleuniger identifizierten Mikroquasare gehörten alle zu den besonders massereichen Systemen mit mehrere Sonnenmassen schweren Begleitsternen. In den meisten Röntgen-Doppelsternen ist jedoch der Partnerstern des Schwarzen Lochs eher massearm, zudem setzen selbst die massereicheren Mikroquasare die energiereiche Gammastrahlung nur sporadisch frei. “Der Nachweis von Gammastrahlung bei massearmen Röntgen-Doppelsternen blieb jedoch trotz intensiver Suchen bisher weitgehend erfolglos”, berichten Guillem Martí-Devesa von der Universität Triest und Laura Olivera vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg. Die meisten Astronomen gingen daher davon aus, dass Mikroquasare mit geringer Masse nicht stark genug sind, um Gammastrahlen zu erzeugen.
Um diese Frage zu klären, haben Martí-Devesa und Olivera nun einen Röntgen-Doppelstern noch einmal näher untersucht, der schon seit gut 30 Jahren bekannt ist. “GRS 1915+105 ist seit seiner Entdeckung eine konsistent helle Quelle von Röntgenstrahlung”, berichten die Astronomen. “Beobachtungen in Wellenlängen vom Radio- bis Röntgenspektrum zeigen eine hochgradig variable Quelle mit spezifischen Verhalten in den verschiedenen Wellenlängen.” Der Röntgen-Doppelstern, auch als V1487 Aquilae bekannt, besteht aus einem mit 10- bis 18-facher Sonnenmasse relativ schweren stellaren Schwarzen Loch und einem massearmen Stern. Um herauszufinden, ob dieser Mikroquasar auch Gammastrahlung freisetzt, haben Martí-Devesa und Olivera nach einer entsprechenden Signatur in den Messdaten des LAT-Detektors an Bord des Fermi-Gammastrahlen-Teleskops der NASA gesucht. Dafür werteten sie 16 Jahre an Daten im Energiebereich zwischen einem und 100 Gigaelektronenvolt aus.
