Stellares Schwarzes Loch in der Andromeda-Galaxie

Durham (Großbritannien) – Energiereiche Röntgenstrahlung hat das Objekt verraten: Ein internationales Forscherteam hat mit dem europäischen Röntgensatelliten XMM-Newton ein stellares Schwarzes Loch in der Andromeda-Galaxie aufgespürt. Kombinierte Beobachtungen im Röntgen- und Radiobereich zeigen, dass das Schwarze Loch etwa die zehnfache Masse der Sonne besitzt und Materie nah am theoretischen Limit aufsaugt. Die Entdeckung bietet die Chance, neue Erkenntnisse über die Physik des Materieeinfalls in Schwarze Löcher zu gewinnen, schreiben die Astronomen im Fachblatt „Nature“.

„Wenn wir davon ausgehen, dass die Eigenschaften dieser Quelle typisch für solche Objekte sind, dann können wir davon ausgehen, dass wir ähnliche Schwarze Löcher auch in anderen, nahen Galaxien entdecken können“, so Matthew Middleton von der University of Durham in Großbritannien und seine Kollegen. „Das bietet uns die Möglichkeit, die Kopplung zwischen Akkretionsscheiben und Jets bei solchen Objekten zu untersuchen.“ In der Milchstraße sind bislang vier ähnliche Schwarze Löcher bekannt, aber Staub in der galaktischen Ebene behindert deren Beobachtung.

Die im Röntgenbereich hell strahlenden Schwarzen Löcher entreißen mit ihrer Schwerkraft einem nahen Stern Materie, die sich in einer rotierenden Akkretionsscheibe sammelt und von dort in das Schwarze Loch hinein fällt. Jedoch nicht die gesamte Materie: Ein Teil davon wird durch starke Magnetfelder in gebündelten Strahlen – den Jets – weit ins All hinaus geschossen. „Ein genaues Verständnis, wie sich die Scheibe und die damit einhergehenden Strahlen verhalten, kann uns bei der Beantwortung kosmologischer Fragen helfen“, so Middleton und sein Team, „beispielsweise bei der Frage, wie die Jets von Quasaren Materie und Energie im jungen Universum umverteilt haben.“

Die Beobachtungen des Teams zeigen, dass die Röntgenstrahlung des Schwarzen Lochs zeitweilig das Eddington-Limit überschritten hat. Dies ist eine theoretische Grenze, bei Überschreitung ist der Strahlungsdruck so groß, dass der Materieeinfall gestoppt wird – und sich wieder ein Zustand unterhalb des Eddington-Limits einstellt. Schnelle Änderungen im Radiobereich liefern den Astronomen zudem Informationen über die Größe der Akkretionsscheibe. Sie ist etwa fünfmal größer als der Abstand Erde-Sonne.