Science
So klingt ein Schwarzes Loch, das einen Stern frisst
Astronomen haben die Röntgenstrahlen, die ein Schwarzes Loch freisetzt, hörbar gemacht.
Über unsere Milchstraße verstreut sind Millionen von Schwarzen Löchern – immens starke Gravitationsquellen der Raumzeit, aus denen einfallende Materie und sogar Licht niemals entkommen können. Schwarze Löcher sind per Definition dunkel, außer in den seltenen Fällen, in denen sie sich ernähren, denn sie verschlingen häufig ihre Nachbarsterne. Solche Systeme werden in der Wissenschaft auch als "Röntgendoppelsterne" bezeichnet, wenn dabei viel Energie in Form von Röntgenstrahlen freigesetzt wird.
Wie sich diese Röntgenstrahlen anhören, haben Astronomen des Massachusetts Institute of Technology (MIT) jetzt aufgezeichnet. Sei wandelten die Emission eines typischen Röntgenechos in hörbare Schallwellen um. Sie analysieren die Echos solcher Systeme, um die unmittelbare, äußerste Umgebung eines Schwarzen Lochs zu rekonstruieren.
Nach dem Vorbild der Fledermaus
Die Forscher verwenden Röntgenechos, um die Umgebung eines Schwarzen Lochs zu kartieren, ähnlich wie Fledermäuse Schallechos verwenden, um sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden. Wenn eine Fledermaus einen Ruf aussendet, kann der Ton von einem Hindernis abprallen und als Echo zur Fledermaus zurückkehren. Die Zeit, die das Echo für seine Rückkehr braucht, ist relativ zur Entfernung zwischen der Fledermaus und dem Hindernis, wodurch das Tier eine Karte seiner Umgebung erhält.
Auf ähnliche Weise versucht das Forscherteam, die unmittelbare Umgebung eines Schwarzen Lochs mithilfe von Röntgenechos zu kartieren. Die Echos stellen Zeitverzögerungen zwischen zwei Arten von Röntgenlicht dar: Licht, das direkt von der Korona (ringartige Leuchterscheinung, Anm.) abgegeben wird, und Licht von der Korona, das von der Akkretionsscheibe aus einströmendem Gas und Staub reflektiert wird.
Eine Akkretionsscheibe ist in der Astrophysik eine um ein zentrales Objekt rotierende Scheibe, die Materie in Richtung des Zentrums transportiert (akkretiert). Sie kann aus atomarem Gas, verschieden stark ionisiertem Gas (Plasma) oder interstellarem Staub bestehen.
Bei ihrer Suche haben die Forscher in unserer Galaxie acht neue Doppelsysteme aus schwarzen Löchern mit Echo entdeckt. Bisher waren nur zwei solcher Systeme in der Milchstraße dafür bekannt, Röntgenechos auszusenden.
Die Zeit, zu der ein Teleskop Licht von der Korona empfängt, im Vergleich zu der Zeit, zu der es die Röntgenechos empfängt, gibt eine Schätzung des Abstands zwischen der Korona und der Akkretionsscheibe. Die Beobachtung, wie sich diese Zeitverzögerungen ändern, kann zeigen, wie sich die Korona und die Scheibe eines Schwarzen Lochs entwickeln, während das Schwarze Loch Sternmaterial verbraucht.