Schwarze Löcher: Magnetfelder kontra Gravitation

Harrisonburg / Ann Arbor (USA) - Schwarze Löcher verschlingen nicht nur Materie aus ihrer Umgebung – sie schleudern auch Materie über viele Lichtjahre hinweg ins All hinaus. Dabei spielen Magnetfelder offenbar eine entscheidende Rolle, wie ein internationales Forscherteam jetzt mit einem magnetohydrodynamischen Modell zeigt. Sowohl der von stellaren, als auch der von supermassereichen Schwarzen Löchern erzeugte Wind aus schnell abströmendem Gas lasse sich dabei mit ein und demselben Modell beschreiben, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

„Bislang war die Ursache dieser Winde umstritten, weil es viele mögliche Prozesse gibt, die solche Winde erzeugen können“, schreiben Keigo Fukumura von der James Madison University in Harrisonburg um US-Bundesstaat Virginia und seine Kollegen. Zwar vermuten Astronomen seit langem, dass Magnetfelder als Gegenpol zur starken Gravitation nicht nur den Zustrom von Materie auf Schwarze Löcher bremsen und für die Entstehung der eng gebündelten, als „Jets“ bezeichneten Materiestrahlen verantwortlich sind, sondern auch die Gas-Winde antreiben. Doch bislang sind die Belege dafür nur indirekter Natur.

Fukumura und seine Kollegen gehen nun von einem grundlegenden magnetohydrodynamischen Modell aus, um die Entstehung des Windes aus einer rotierenden, heißen Scheibe aus Gas – der Akkretionsscheibe – um ein Schwarzes Loch zu beschreiben. Sie vergleichen Ihr Modell dann mit den Beobachtungsdaten, die für das einige Tausend Lichtjahre entfernte stellare Schwarze Loch GRO J1655-40 vorliegen und können diese reproduzieren. Das erstaunliche dabei: Das Modell wurde ursprünglich entwickelt, um die beobachtete Strahlung supermassereicher Schwarzer Löcher in den Zentren weit entfernter Galaxien zu erklären. „Die von Akkretionsscheiben um Schwarze Löcher ausgehenden Winde zeigen also die gleichen Eigenschaften – von Schwarzen Löchern mit der zehnfachen Sonnenmasse bis zu Schwarzen Löchern mit der milliardenfachen Sonnenmasse“, so Fukumura und seine Kollegen.

In einem Kommentar in „Nature Astronomy“ vergleicht der Astrophysiker Jon Miller von der University of Michigan in den USA die bisherige Situation mit der Rekonstruktion eines Unfalls aus den gesammelten Trümmerstücken. „Mit dem neuen Modell ist es erstmals gelungen, die Situation vor dem Unfall zu rekonstruieren und zu zeigen, dass sich damit die Beobachtungen reproduzieren lassen“, so Miller. „Das liefert uns einen tiefen, unabhängigen Einblick in das Problem.“ Mit weiteren Beobachtungen an Schwarzen Löchern unterschiedlicher Masse sollen nun die Vorhersagen des Modells von Fukumura und seinen Kollegen weiter überprüft werden.

Bildquelle: NASA/CXC/A.Hobart

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!