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Eklipse eines Schwarzen Lochs

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NASA's Chandra Röntgenobservatorium hat eine bemerkenswerte Eklipse eines supermassiven Schwarzen Lochs beobachtet. Dies erlaubte es zum ersten Mal, eine Scheibe aus heißem Gas, die um das Loch herumschwirrt, zu messen.

Das supermassive Schwarze Loch befindet sich in der Galaxie NGC 1365, einer Spiralgalaxie, die 60 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist und einen sogenannten aktiven Kern, auch AGN genannt, besitzt. Wissenschaftler nehmen an, dass das Schwarze Loch im Zentrum des AGN durch einen beständigen Materiestrom aus der umgebenden Scheibe gefüttert wird.

Materie die kurz davor ist, in ein Schwarzes Loch zu fallen, wird auf Millionen von Grad erhitzt, bevor sie den Ereignishorizont, oder den Punkt ohne Wiederkehr,  überschreitet. Deswegen leuchtet dieses aufgeheizte Material sehr hell im Röntgenstrahlenbereich des elektromagnetischen Spektrums, wo es Chandra sehen kann.

Die Gasscheibe um das zentrale Schwarze Loch in NGC 1365 herum ist viel zu klein, um direkt mit einem Teleskop beobachtet werden zu können. Die Scheibe wurde jedoch durch eine Wolke verdunkelt. Indem sie die Zeit maßen in der die Scheibe verdunkelt war, konnten die Wissenschaftler den Durchmesser der Scheibe abschätzen.

"Wir haben seit Jahren versucht die Größe dieser Struktur zu bestätigen," sagt Guido Risaliti, vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Cambridge und den Italienischen Institute of Astronomy (INAF). "Eine Eklipse ermöglichte uns glücklicherweise diesen Durchbruch."

Das Chandra Team hat den Durchmesser der Röntgenquelle direkt gemessen, die etwa 7 Mal so groß ist wie die Entfernung der Erde von der Sonne, oder 7 AU (Astronomical Units). Zum Vergleich, wenn solch eine Scheibe in unserem Sonnensystem läge, würde sie alle Planeten bis zum Mars, sowie auch den Asteroidengürtel überdecken.

Ausgehend von diesen Messungen ist die Quelle der Röntgenstrahlung etwa 2 Milliarden Mal kleiner als die Galaxie NGC 1365 selber, und etwa 10 Mal größer als die geschätzte Ausdehnung des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs. Dies passt zu den theoretischen Vorhersagen.

"Dank dieser Eklipse waren wir in der Lage, viel näher an der Kante des Schwarzen Lochs zu testen, als jemals zuvor," sagt der co-Autor Martin Elvis vom CfA. "Material, so nah wird sehr wahrscheinlich in etwa 100 Jahren den Ereignishorizont passieren und aus dem Universum verschwinden, ein Wimpernschlag in kosmischen Maßstäben."

Risaliti und seine Kollegen waren zusätzlich in der Lage die Dichte der Gaswolke zu bestimmen, welche die Röntgenquelle und das zentrale Schwarze Loch bedeckte. Die Daten zeigen, dass sich diese Wolke 100 Lichtjahre vom Ereignishorizont des Schwarzen Lochs entfernt befindet -- viel dichter als jeder erwartet hätte. Dies ist ein Rätsel.

"AGN [stellen] die hellsten Objekte im Kosmos dar, und sind gute Orte um die frühe Geschichte des Universums zu untersuchen. Es ist unerlässlich, dass wir ihren grundlegenden Aufbau kennen," sagt Risaliti. "Es zeigt sich, dass wir noch daran arbeiten müssen, diese Monster zu verstehen."

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