Heftige Winde um Schwarze Löcher

Schwarze Löcher können ihre kosmische Umgebung stärker beeinflussen als bislang vermutet. Das zeigen Beobachtungen eines stellaren Schwarzen Lochs in der 15 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie M83 durch ein Forscherteam aus Australien und den USA. Die von dem Schwarzen Loch fortgeblasene Materie übertrage erheblich mehr Energie auf die Umgebung als die Strahlung, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.

„Die von einem Schwarzen Loch abgegebene Strahlung kann nicht für längere Zeit das sogenannte Eddington-Limit überschreiten“, erläutern Roberto Soria von der Curtin University im australischen Perth und seine Kollegen. Schwarze Löcher saugen mit ihrer Schwerkraft Gas aus der Umgebung an. Beim Fall in das Schwarze Loch heizt sich das Gas auf und beginnt zu leuchten. Diese Strahlung wiederum übt einen Druck auf das einfallende Gas aus und begrenzt so den Zustrom von Materie.

Stern und Schwarzes Loch

Zugleich erzeugt die Strahlung auch einen nach außen wehenden Gaswind. Zudem führt das Magnetfeld eines Schwarzen Lochs zur Entstehung von Jets, stark gebündelter Materiestrahlen, die von den Polen aus ins All hinausschießen. „Bislang war unklar, ob es für die so nach außen übertragene Bewegungsenergie eine ähnliche Grenze wie das Eddington-Limit gibt“, so das Forscherteam. Um diese Frage zu klären, haben Soria und seine Kollegen über ein Jahr lang die Strahlung, den Zustrom von Gas und auch die abströmende Materie um ein Schwarzes Loch in der Galaxie M83 beobachtet.

Aus der Strahlung und dem Gaszustrom konnten die Astronomen zunächst ermitteln, dass die Masse des Schwarzen Lochs kleiner ist als das Hundertfache der Sonnenmasse. Daraus ergibt sich ein Eddington-Limit von maximal 1,3 × 10³³ Watt. Die Untersuchung des Winds und des Jets durch Soria und seine Kollegen liefert jedoch einen Wert von 3 × 10³³ Watt. Die durch den Materiestrom auf die Umgebung übertragene Energie übersteigt demnach das Eddington-Limit deutlich. „Das Objekt zeigt, dass Schwarze Löcher über längere Zeit hinweg durch ihre mechanische Wirkung auf die Umgebung das Eddington-Limit deutlich übertreffen können“, so die Forscher. Das sei beispielsweise von großer Bedeutung für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung supermassereicher Schwarzer Löcher in der Frühzeit des Kosmos.