Wie schnell rotieren supermassereiche Schwarze Löcher?

Zwei Millionen Sonnenmassen in rasanter Rotation – so lässt sich das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der sechzig Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie NGC 1365 beschreiben. Zu diesem Schluss kommt nun ein internationales Forscherteam mit dem neuen Weltraumteleskop Nustar. Röntgenbeobachtungen zufolge dreht sich das Schwarze Loch mit mehr als 84 Prozent der maximalen möglichen Rotationsgeschwindigkeit. Das Wachstum des supermassereichen Schwarzen Lochs müsse daher relativ rasch verlaufen sein, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Nahezu jede Galaxie enthält nach heutigen Erkenntnissen in ihrem Zentrum ein Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse der Sonne. Bislang wissen Astrophysiker nicht, wie diese Objekte entstanden und zu ihrer heutigen Größe anwuchsen. Die Eigendrehung der Schwarzen Löcher kann dabei helfen, dieses Geheimnis zu entschlüsseln. Denn die in ein Schwarzes Loch hineinfallende Materie nimmt ihren Drehimpuls mit. Entsteht und wächst ein Schwarzes Loch relativ schnell durch einige wenige Ereignisse, bei denen ihm Materie zugeführt wird, dann sollte seine Rotation schnell sein. Strömten ihm jedoch über einen langen Zeitraum jeweils kleinere Materiemengen aus unterschiedlichen Richtungen zu, dann hätten sich die Drehimpulse gegenseitig nahezu neutralisiert. Die Folge: Das Schwarze Loch würde heute langsam rotieren.

Hinweise auf eine schnelle Rotation des zentralen Schwarzen Lochs der Galaxie NGC 1365 gab es zwar schon zuvor auf der Basis von Messungen mit den Röntgensatelliten Chandra und XMM-Newton. Doch die Messungen dieser Teleskope waren nicht genau genug, um zwischen verschiedenen möglichen Erklärungen für die beobachtete Energieverteilung der Röntgenstrahlung zu unterscheiden. Die Beobachtungen von Guido Risaliti vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im amerikanischen Cambridge und seinen Kollegen mit dem im Juni 2012 gestarteten Röntgensatelliten Nustar (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) sind nun erstmals genau genug, um eindeutig eine extrem schnelle Rotation des supermassereichen Schwarzen Lochs nachzuweisen.

Zumindest für diese Galaxie liefere die Analyse also einen robusten Beweis für eine schnelle Rotation – und damit, so Risaliti und seine Kollegen, auch einen entscheidenden Hinweis auf die Entstehung und Entwicklung des Schwarzen Lochs von NGC 1365. Beobachtungen von anderen Galaxien müssen nun zeigen, ob sich dieser Befund verallgemeinern lässt und alle supermassereichen Schwarzen Löcher hart am theoretischen Limit rotieren.