Die Masse eines schwarzen Lochs in einem Doppelsternsystem ist nicht mit den bisherigen Theorien zu vereinen. Das berichten Jochen Greiner und seine Kollegen vom Astrophysikalischen Institut Potsdam im Wissenschaftsmagazin Nature. Bisher sind nur zwei schwarze Löcher in Doppelsternsystemen bekannt, von denen man glaubt, dass sie mit der maximalen Geschwindigkeit rotieren, die die Allgemeine Relativitätstheorie zulässt. Die Astronomen haben jetzt die bisher unbekannte Masse des zweiten schwarzen Lochs bestimmt.
Das Doppelsternsystem GRS1915+105 ist 350 Billiarden Kilometer von der Erde entfernt und liegt in der Milchstraßenebene. Das ist auch der Grund, weswegen es bisher nicht gelungen war, die Masse des schwarzen Lochs und seines Begleitsterns zu bestimmen. Denn das setzt die Beobachtung des Systems im optischen Bereich voraus, was aufgrund des interstellaren Staubs in der Milchstraßenebene nicht möglich ist.
Den Potsdamer Astrophysikern ist es jedoch gelungen, das Doppelsternsystem mit einem neuen Teleskop der Europäischen Südsternwarte in Chile im Infrarotbereich zu beobachten. Aus der Periode, mit der der Begleitstern das schwarze Loch umkreist, erhielten sie für die Masse des schwarzen Lochs einen Wert von 14 Sonnenmassen.
Dieser Wert steht nicht in Einklang mit der Theorie, die die Entstehung der quasiperiodischen Oszillationen erklärt, die das Doppelsternsystem im Röntgenbereich aufweist. Während das schwarze Loch Materie des Begleitsterns “aufsaugt”, entsteht eine starke Röntgenstrahlung. Die Stärke dieser Strahlung schwankt mehr oder weniger, aber nicht streng regelmäßig ? deshalb der Begriff “quasiperiodisch”.
Bisher ging man davon aus, dass die Masse eines mit maximaler Geschwindigkeit rotierenden schwarzen Lochs direkt mit der Frequenz dieser Quasiperiode zusammenhängt. Demnach hätte dieses Doppelsternsystem eine Masse von 5 bis 7 Sonnenmassen haben sollen. Diese Vermutung war bisher aber nur bei dem Doppelsternsystem GRO J1655-40 nachgewiesen worden.
Dass das schwarze Loch mit der maximal möglichen Geschwindigkeit rotiert, die die Allgemeine Relativitätstheorie erlaubt, schließt man aus der Beobachtung zweier Materieströme im Radiobereich, die das Doppelsternsystem mit einer Geschwindigkeit von etwa 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit abstrahlt.
Axel Tillemans
