Allein in der Milchstraße vermuten Forscher:innen dutzende Millionen schwarzer Löcher. Ein schwarzes Loch entsteht, wenn ein massereicher Stern stirbt. Gibt es keine umliegende Masse, die von dem schwarzen Loch aufgesogen wird – und dabei Licht abgibt –, sind die Himmelskörper für Beobachter:innen beinahe unsichtbar. Häufig verschlingen schwarze Löcher aber ihre Nachbarsterne. Diese Kombination kann als Röntgendoppelstern auftreten und verfügt über eine ausgeprägte Röntgenleuchtkraft.
Nachhallmaschine sucht Röntgendoppelsterne
Astronom:innen am Massachusetts Institute of Technology (MIT) suchen in solchen Systemen nach Echos, um mehr über die unmittelbare Umgebung von schwarzen Löchern zu erfahren. In einer im Astrophysical Journal erschienenen Studie haben sie ein neues automatisiertes Tool verwendet, die „Nachhallmaschine“, die in Satellitendaten nach Röntgenstrahlenechos von Röntgendoppelsternen in der Milchstraße sucht. Dabei sind ihnen acht neue Systeme mit einem schwarzen Loch ins Netz geraten. Bisher waren nur zwei solcher Systeme in unserer Heimatgalaxie bekannt.
Beim Vergleich aller entdeckten Doppelsterne konnten die MIT-Astronom:innen um Jingyi Wang und Erin Kara beobachten, dass schwarze Löcher zunächst eine sogenannte harte Phase durchlaufen. Dabei wird eine Korona aus hochenergetischen Protonen zusammen mit einem Teilchenstrahl aufgewirbelt, der mit nahezu Lichtgeschwindigkeit weggeschleudert wird. An einem bestimmten Punkt dieses Vorgangs gibt das schwarze Loch einen letzten hochenergetischen Blitz ab, bevor es in einen energiearmen, sogenannten weichen Zugang übergeht, wie es in einer Mitteilung des MIT heißt.
Schwarze Löcher formen Galaxien
Die Ergebnisse könnten helfen zu erklären, wie supermassereiche schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien Partikel auf so gewaltige Art und Weise über weite Strecken ausstoßen können, dass dadurch die Form der Galaxien verändert werden können. „Die Rolle von schwarzen Löchern bei der Entwicklung von Galaxien ist eine herausragende Fragestellung in der modernen Astrophysik“, sagte Erin Kara, Assistenzprofessorin für Physik am MIT. Anhand der Doppelsysteme ließe sich besser verstehen, wie supermassereiche schwarze Löcher ihre Galaxien beeinflussen, so Kara.
Im Rahmen ihrer Studie hat Kara gemeinsam mit den Bildungs- und Musikwissenschaftlern Kyle Keane und Ian Condry gemeinsam die Emission eines typischen Röntgenechos in hörbare Schallwellen umgewandelt. Damit lässt sich ungefähr nachvollziehen, wie ein schwarzes Loch klingen könnte, das gerade seinen Nachbarstern verschlingt. Das Ganze klingt schon recht gespenstisch, ein wenig wie ein Geräusch aus einem Science-Fiction-Film.
