Schwarze Löcher verhalten sich ähnlich

In den Zentren der meisten Galaxien befindet sich ein Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse unserer Sonne. Einen Blick in die unmittelbare Nähe dieser supermassereichen Objekte zu werfen, war lange nicht möglich. Erst mit dem Event Horizon Telescope, einem Zusammenschluss von Radioteleskopen in aller Welt, gelang die erste Aufnahme eines supermassereichen Schwarzen Lochs. Nun richteten Astronomen den Fokus auf das Zentrum der 13 Millionen Lichtjahre entfernten Radiogalaxie Centaurus A. Die Beobachtungen legen nahe, berichtet das Team jetzt im Fachblatt „Nature Astronomy“, dass sich Schwarze Löcher über einen weiten Massenbereich ähnlich verhalten.

Struktur des Jets in Centaurus A

Schwarze Löcher ziehen mit ihrer enormen Schwerkraft die gesamte Materie in ihrer Umgebung an – aber nicht alles davon fällt in sie hinein. Gebündelt durch starke Magnetfelder wird ein Teil der Materie in zwei entgegengesetzten Strahlen weit ins All hinausgeschleudert. Diese als Jet bezeichneten Materiestrahlen konnten Michael Janssen vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und seine Kollegen mit dem Event Horizon Telescope nun 16-mal genauer abbilden als je zuvor. Bemerkenswert für die Forscher ist dabei, dass der hellere der beiden Jets die Radiostrahlung nur an seinem Rand aussendet, nicht aber in seinem Inneren. Das stelle einige der bisherigen physikalischen Modelle für solche Materiestrahlen infrage, so die Wissenschaftler.

Vor zwei Jahren hatten Himmelsforscher das Event Horizon Telescope auf das Zentrum der 53,5 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M87 gerichtet. Die dabei entstandene Aufnahme zeigt den Ereignishorizont des zentralen Schwarzen Lochs, das 6,5 Milliarden Sonnenmassen in sich vereint. Der Ereignishorizont markiert die Grenze, ab der weder Materie noch Licht der starken Gravitation entkommen kann. Das supermassereiche Schwarze Loch in der nun untersuchten Galaxie ist mit 55 Millionen Sonnenmassen deutlich „leichter“. „Damit überbrücken wir die gewaltige Lücke im Massenbereich zwischen M87 und dem galaktischen Zentrum“, so Janssen. Denn das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße kommt auf rund vier Millionen Sonnenmassen.

Wie das Team um Janssen zeigt, stimmt die Struktur des Jets in Centaurus A – bis auf die entsprechend der Masse geringere Größe – sehr gut mit jener in M87 überein. Mehr noch: Selbst die Materiejets von Schwarzen Löchern, die aus Sternen entstanden sind, ähneln denen bei supermassereichen Schwarzen Löchern wie in M87 und Centaurus A. Ganz unabhängig von der Masse scheinen also bei allen Schwarzen Löchern ganz ähnliche Prozesse abzulaufen, schließen die Wissenschaftler. Teammitglied Heino Falcke betont: „Die neuen Ergebnisse zeigen, dass das Event Horizon Telescope eine wahre Fundgrube darstellt – für Daten über die reiche Vielfalt von Schwarzen Löchern.“