Wie der Name schon sagt: Schwarze Löcher heißen so, weil nicht einmal Licht ihrer ungeheuren Gravitationskraft entfliehen kann. Deshalb kann man sie nicht sehen. Astronomen der Universität Durham ist es jetzt mit Hilfe des Nasa-Röntgensatelliten RXTE gelungen, Schwarze Löcher anhand des letzten “Hilfeschreis” der von ihr verschlungenen Materie zu identifizieren. Christine Done und Marek Gierlinski werden ihre Ergebnisse in einer der kommenden Ausgaben der Monthly Notices of the Royal Astronomical Society vorstellen.
Eigentlich ist es die perfekte Tarnung: Schwarze Löcher entsenden kein Licht und können deshalb nicht direkt beobachtet werden. Eine Schwachstelle ihrer Tarnung ist jedoch ihr unersättlicher Appetit. Gas, das ein Schwarzes Loch beispielsweise von einem Begleitstern in sich hineinsaugt, kann auf Geschwindigkeiten bis zur Hälfte der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Dabei wird ein Teil der Energie des Gases in Röntgenstrahlung umgewandelt, die von Astronomen beobachtet werden kann.
Doch damit sind die Schwarzen Löcher noch nicht enttarnt. Denn Gas, das von Neutronensternen angezogen wird, sendet ebenfalls Röntgenstrahlung aus. Neutronensterne sind etwas weniger extreme Objekte als Schwarze Löcher. Ihre Schwerkraft ist aber immerhin noch so groß, dass die Atome der Neutronensterne ihr nicht standhalten können. Die Atome kollabieren und die die Atomkerne umkreisenden Elektronen vereinigen sich mit den Protonen der Kerne zu Neutronen. Die dabei entstehende Materie ist so dicht, dass ein Kubikzentimeter davon 100 Millionen Tonnen wiegt.
Zwischen den “Hilfeschreien” von Gas, das in ein Schwarzes Loch fällt, und von dem, das auf einen Neutronenstern fällt, sollte es einen Unterschied geben: Neutronensterne haben eine Oberfläche, Schwarze Löcher haben nur einen Ereignishorizont. Materie oder Licht, das diesen Horizont überschreitet, kann das Schwarze Loch prinzipiell nicht mehr verlassen. Beim Überschreiten des Ereignishorizonts nimmt die hineinfallende Materie ihre Energie mit, während Materie, die auf die Oberfläche eines Neutronensterns fällt, ihre Energie freisetzt. Deshalb müssten sich die jeweiligen Röntgenstrahlungen unterscheiden.
“Die Idee ist in der Theorie einfach. Man kennt sie schon sehr lange”, sagt Christine Done. “Aber in der Praxis war sie bisher schwer durchzuführen, weil schon die Röntgenstrahlungen der einzelnen Objekte eine verwirrende Vielfalt zeigen, die nicht gut verstanden ist.”
Done und Gierlinski konnten jetzt aufgrund der Auswertung von Röntgendaten, die der Satellit RXTE in mehr als sechs Jahren gesammelt hat, eindeutige Unterscheidungsmerkmale in den jeweils ausgesandten Röntgenstrahlungen ausmachen. Ergebnis: Der letzte “Hilfeschrei” der fallenden Materie verrät eindeutig, ob sie von einem Schwarzen Loch oder von einem Neutronenstern angezogen wird.
Axel Tillemans
