Astrophysikern des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching ist es erstmals gelungen, in der Galaxie RXJ1242-1119 einen extrem intensiven Ausbruch elektromagnetischer Strahlung direkt nachzuweisen, der das Auseinanderreißen einzelner Sterne durch ein schwarzes Loch begleitet ? dank des kombinierten Einsatzes der zwei Röntgenobservatorien “Chandra” und “XMM-Newton. Sie berichten über ihre Entdeckung in der Fachzeitschrift “Astrophysical Journal” (Ausg. vom 20. Februar).
Das Forscherteam hatte beobachtet, wie das Zentrum der optisch unscheinbaren Galaxie im Röntgenlicht extrem hell aufflammte und im Maximum eine nur Quasaren, den hellsten Objekten im Universum, vergleichbare Leuchtkraft erreichte. Diese sank erst Jahre später wieder dramatisch in sich zusammen, ohne jedoch ganz zu verschwinden, so dass noch immer eine Art “Nachglühen” zu beobachten ist. Mit der Beobachtung des Strahlungsausbruchs eines verschwindenden Sterns ist den Forschern der erste klare Nachweis gelungen, dass dieser Prozess, der bisher zwar in zahlreichen theoretischen Arbeiten vorausgesagt worden war, tatsächlich in der Natur vorkommt.
Die meisten Astronomen sind inzwischen sicher, dass eine kleine, spezielle Gruppe von Galaxien, die so genannten Aktiven Galaxien oder Quasare, die sich durch einen dauerhaft leuchtkräftigen Kern auszeichnen, von zentralen Schwarzen Löchern angetrieben werden. Doch neben der kleinen Zahl dieser aktiven Galaxien stellt sich die Frage, ob es Schwarze Löcher auch in den Kernen der meisten oder gar aller Galaxien gibt. Der britische Astrophysiker Sir Martin Rees hat in seinen Arbeiten darauf verwiesen, dass man als unweigerliche Folge des Vorhandenseins und womöglich als direktesten Hinweis auf die Existenz eines Schwarzen Lochs beobachten müsste, dass einzelne Sterne im Zentrum einer Galaxie dem Schwarzen Loch zu nahe kommen und durch seine enormen Gezeitenkräfte schließlich zerrissen und nach und nach verschlungen werden.
Die Max-Planck-Wissenschaftler hatten bereits im Jahr 1992 eine ungewöhnliche Quelle von Röntgenstrahlung mit dem Röntgensatelliten “ROSAT” entdeckt. Im Vergleich zu ihren Eigenschaften im sichtbaren Licht – es schien sich um eine “ganz normale” Galaxie zu handeln – war sie im Röntgenlicht viel zu hell und zeigte zudem höchst seltsame Eigenschaften. Um dem Rätsel dieses Objektes auf die Spur zu kommen, haben die Garchinger Forscher diese Galaxie jetzt erneut mit drei der leistungsstärksten Observatorien im Erdorbit, dem Hubble Space Telescope, dem NASA-Satelliten Chandra und dem ESA-Satelliten XMM-Newton, beobachtet. Dabei entdeckten sie, dass die Helligkeit dieser Galaxie seither um den Faktor 200 abgesunken war, dass die helle Strahlung tatsächlich aus ihrem Kern stammte und dass ihr Kern immer noch nicht ganz vom Röntgenhimmel verschwunden war.
Die dabei freigesetzten, ungeheuer großen Energiemengen lassen zweifelsfrei auf ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Kern dieser Galaxie schließen. Offensichtlich war ein Stern dem Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie zu nahe gekommen. Durch dessen starke Kräfte deformierte sich der Stern zunächst stark, bis er schließlich völlig zerrissen wurde. In einer Art riesigem Strudel hat sich das Schwarze Loch dann einen Grossteil der stellaren “Trümmer” nach und nach einverleibt. Beim Einströmen in das Schwarze Loch heizten sich die stellaren Überreste stark auf, was schließlich die intensive Röntgenstrahlung erzeugte, die selbst von Röntgenobservatorien im Erdorbit wahrgenommen und genauer untersucht werden konnte.
Um die Leuchtkraft im Maximum eines solchen Strahlungsausbruches aufrecht zu erhalten muss das Schwarze Loch etwa alle zehn Minuten eine Materiemenge von der Größenordnung einer Erdmasse verschluckt haben, schätzen die Wissenschaftler.
Mit Chandra konnte im konkreten Fall die Quellposition relativ genau festgelegt werden – mit ROSAT war man seinerzeit nur in der Lage, eine grobe Himmelsposition des Strahlungsausbruchs zu ermitteln. Denn Chandra erreicht eine sehr hohe räumliche Auflösung. Auf diese Weise konnten die Forscher bestätigen, dass der ungewöhnliche Strahlungsausbruch (Röntgen-Flare) tatsächlich aus der beobachteten Galaxie und konkret aus ihrem Kernbereich kam. XMM-Newton diente dazu, zum ersten Mal das Spektrum zu vermessen, in dem die Überreste des Sterns weiterhin nachglühen. Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble bestätigten schließlich, dass es sich wirklich um eine im sichtbaren Licht unscheinbare Galaxie handelt, die sonst keine auffälligen Merkmale zeigt.
Max-Planck-Gesellschaft
