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Astronomie|Physik

Rotierendes Schwarzes Loch gibt Energie ab

Ein supermassives Schwarzes Loch im Zentrum einer fernen Galaxie saugt nicht nur Unmengen von Materie ein, sondern gibt auch Energie wieder ab. Das Schwarze Loch dreht sich offenbar um sich selbst und wird vom starken Magnetfeld der umliegenden Gasscheibe abgebremst, fanden Forscher um Jörn Wilms von der Universität Tübingen mit Hilfe des Röntgenteleskops XMM (X-Ray Multi Mirror) heraus.

Damit bestätigten die Forscher eine 25 Jahre alte Theorie zweier Astronomen aus Cambridge. Roger Blandford und Roman Znajek hatten vorhergesagt, dass ein rotierendes Schwarzes Loch einen Teil seiner Bewegungsenergie wieder an die Umgebung abgibt, wenn es durch ein starkes Magnetfeld abgebremst wird.

Hinweise auf diesen Effekt entdeckten Wilms und seine Kollegen im Röntgenlicht der Gasscheibe, die das Schwarze Loch im Zentrum der hundert Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie MCG-6-30-15 umkreist. Das Element Eisen ist im Röntgenspektrum anhand einer charakteristischen Linie zu erkennen. Die Linie war allerdings ungewöhnlich in die Breite gezogen, was die Forscher darauf schließen ließ, dass das Röntgenlicht von Eisen-Atomen ganz in der Nähe der Grenze des Schwarzen Lochs stammte. Allerdings hatten die Photonen mehr Energie, als es sich allein durch die Gravitationskraft des Schwarzen Lochs erklären ließ. Modellrechnungen und Computersimulationen ergaben, dass Energie aus dem Schwarzen Loch die Region noch stärker aufheizt.

„Wir haben diesen Effekt wahrscheinlich zum ersten Mal gesehen“, sagt Jörn Wilms. „Aus dem Drehimpuls des Schwarzen Lochs wird Energie herausgenommen und in die Gasscheibe gesteckt, die dadurch heißer wird und im Röntgenlicht heller scheint.“ Co-Autor Mitchell Begelmann von der University of Colorado, berechnete, dass es eine Milliarde Jahre dauern würde, um sämtliche Energie aus dem zehn bis hundert Millionen Sonnen schweren Schwarzen Loch frei zu setzen.

Bei den Schwarzen Löchern im Zentrum von Quasaren gelangt ein Teil der frei werdenden Energie wahrscheinlich in so genannte Jets – Teilchenstrahlen, die nahezu mit Lichtgeschwindigkeit senkrecht zur Gasscheibe hervorschießen.

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Ute Kehse
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