Gewaltige Schwarze Löcher im aktiven Zentrum von Galaxien weisen die gleichen Charakteristiken in ihrem Emissionsspektrum auf wie ihre kleineren, durch den Kollaps einzelner Sterne entstandenen Brüder. Dies ist das Ergebnis einer von Astronomen der Boston Universität im US-Bundesstaat Massachusetts durchgeführten Studie. Daher können die von Untersuchungen an kleineren Schwarzen Löchern erhaltenen Ergebnisse direkt auf die Physik der supermassiven Schwarzen Löcher in Galaxiezentren angewendet werden. Darüber berichtet das britische Fachblatt Nature (Band 417 Seite 625).
Schwarze Löcher treten in unserem Kosmos in zwei unterschiedlichen Gewichtsklassen auf: Die Zentren aktiver Galaxien erhalten zumeist ein “supermassives” Schwarzes Loch, das durch das Verschmelzen von Millionen von Sternen entstanden ist. Daneben wurden vor acht Jahren sogenannte “Mikroquasare” entdeckt ? kleine, durch den Kollaps eines einzelnen Sterns entstandene Schwarze Löcher. Eines dieser kleineren Schwarzen Löcher befindet sich nur 40.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und eignet sich daher für das Studium der Physik Schwarzer Löcher.
Ein Astronomenteam der Universität von Boston um Alan Marscher hat nun in einer Studie der Röntgen- und Radiowellenemission eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie 3C120 herausgefunden, dass dieses mit seiner Umgebung in gleicher Weise wechselwirkt wie die kleineren Mikroquasare. Das Astronomenteam ist der Auffassung, dass dies die Übertragbarkeit der an kleineren Schwarzen Löchern erzielten Ergebnisse auf die Vorgänge im Zentrum aktiver Galaxien rechtfertigt.
Die Forscher konnten in ihrer die Jahre 1998 bis 2000 umspannenden Studie insgesamt vier plötzliche Abfälle in der Röntgenemission des supermassiven Schwarzen Loches nachweisen, die von einem Anstieg in der Emission im Radiobereich des elektromagnetischen Spektrums begleitet wurden. Dies ist ein Hinweis auf das Vorhandensein einer das Schwarze Loch umspannenden Scheibe aus extrem heißer Materie, die elektromagnetische Wellen in Form von Röntgenstrahlung aussendet. Wenn ein Bruchteil der Materiemasse in das Schwarze Loch fällt, nimmt die Intensität dieser Strahlung ab, und die sich an diesen Vorgang anschließende Aussendung eines gewaltigen Materiestrahls (eines sogenannten Jets) ist von einer Radiowellenausstrahlung begleitet.
Derartige Vorgänge wurden bisher zumeist nur an Mikroquasaren beobachtet. Die Arbeit der Bostoner Forschergruppe zeigt nun, dass auch supermassive Schwarze Löcher von einer Materiescheibe (die Fachwelt spricht von einer Akkretionsscheibe) umgeben sind. Beide Gewichtsklassen scheinen daher mit ihrer Umwelt in gleicher Weise zu interagieren ? und die in einer der beiden Klassen ermittelten physikalischen Befunde sollten sich daher auch auf die andere Größenklasse in skaleninvarianter Form übertragen lassen.
Stefan Maier
