Rätsel gelöst

13. November 2013 23:36; Akt: 13.11.2013 23:36 Print

Schwarze Löcher sind riesige Atomschleudern

Astronomen haben Schwarzen Löchern ein wichtiges Geheimnis entlockt: Die Schwerkraftmonster schleudern in scharf gebündelten Materie-Strahlen grosse Mengen Atome ins All.

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Die Jets der schwarze Löcher gaben den Forschern lange Zeit Rätsel auf. (Symbolbild: AP/Nasa)

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Schwarze Löcher verschlucken sämtliche Materie, die ihnen zu nahe kommt. Doch sie schiessen auch enorme Energiemengen in die Weiten des Weltalls heraus. Das berichtet ein Team um María Díaz Trigo von der Europäischen Südsternwarte ESO im Fachjournal «Nature». Bevor die Materie unwiederbringlich eingesogen wird, sammelt sie sich in der Regel in einer schnell rotierenden Scheibe um das Schwarze Loch. Aus dieser Akkretionsscheibe schiessen bei vielen Schwarzen Löchern mächtige Materie-Strahlen, die sogenannten Jets, senkrecht nach oben und unten ins All hinaus.

«Obwohl sie seit Jahrzehnten beobachtet werden, sind wir immer noch nicht sicher, woraus sie bestehen und was sie antreibt», erläuterte Díaz Trigo in einer Mitteilung des Internationalen Radioastronomie-Forschungszentrums ICRAR in Australien.

Mit den ICRAR-Instrumenten und dem europäischen Röntgensatelliten «XMM-Newton» wurden die Forscher Zeugen, wie sich bei einem neu entdeckten Schwarzen Loch plötzlich ein Jet bildete. Man wusste lange, dass diese Jets Elektronen enthalten, also negativ geladene Teilchen, aber unter dem Strich keine negative Ladung.

Fingerabdrücke von Atomen

Es musste also auch positive Ladung geben, doch bisher war nicht klar, ob diese von Positronen kommt, dem Antimaterie-Gegenpart der Elektronen, oder von positiv geladenen Atomen. Die Analyse der Strahlung aus den Jets des Schwarzen Lochs förderte nun eindeutige «Fingerabdrücke» von Eisen- und Nickelatomen zu Tage.

Die Forscher schliessen daraus, dass ein erheblicher Anteil der Jets aus Atomen unterschiedlicher Elemente besteht. Da Atome sehr viel schwerer sind als Positronen, können die Jets so deutlich mehr Energie aus dem System wegtragen als Strahlen aus Elektronen und Positronen.

Mithilfe der gesammelten Daten gelang es den Forschern auch, die Geschwindigkeit der Jets zu bestimmen. Sie bewegen sich mit 198'000 Kilometern pro Sekunde oder 66 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

(jcg)