Vor einigen Tagen hat die Nasa ein Bild eines schwarzen Lochs veröffentlicht, das optisch wie ein Stereotyp aus einem Science-Fiction-Film aussieht. Die unterbrochenen und halbversetzten Kreislinien zeichnen ein Phänomen, das in der Forschung als Strahlenausbruch, Streuungseffekt oder Lichtecho bezeichnet wird.

Tatsächlich hat es mit Licht wenig zu tun. Um die Ringe sichtbar zu machen, setzten die Nasa-Forschenden eine herkömmlicher Röntgenstrahlung sehr ähnliche Methode ein. Dazu verwendeten sie die spezialisierten Einrichtungen des Chandra X-Ray Observatoriums der Nasa und des nach dem verstorbenen Astronomen Neil Gehrels benannten Swift-Observatoriums. Die Aufnahmen dieser beiden Observatorien kombinierten sie dann mit optischen Daten aus dem Pan-Starrs-Teleskop auf Hawaii. So entstand das beeindruckende Bild des schwarzen Lochs.

Was hier sichtbar gemacht wurde, sind die Auswirkungen verschiedener Strahlenausbrüche des schwarzen Lochs, das beständig Materie von einem nahen Stern, der etwa die Hälfte der Masse unserer Sonne haben soll, absorbiert. Teile dieser strahlenden Materie sammeln sich um die Akkretionsscheibe des schwarzen Lochs.

Die Akkretionsscheibe ist eine um ein zentrales Objekt rotierende Scheibe, die Materie in Richtung des Zentrums transportiert. Sie kann aus atomarem Gas, verschieden stark ionisiertem Gas oder interstellarem Staub bestehen.

Der Streuungseffekt tritt nun dadurch auf, dass die Röntgenstrahlen dieser Materie auf ihrem Weg zur Erde auf Staubwolken treffen, die die Strahlung brechen. Das äußert sich optisch in Kreisform, wobei gilt, dass der Durchmesser eines jeden Rings Rückschlüsse darauf zulässt, wie weit die jeweilige Staubwolke von der Erde entfernt ist.

Die nun berichteten Strahlenringe hat die Nasa bereits im Jahr 2015 entdeckt. Danach wurden die Aufnahmen einer Studie unter der Leitung von Sebastian Heinz der University of Wisconsin im gleichnamigen US-Bundesstaat hinzugefügt. Heinz und sein Team wollten wissen, woraus die Staubwolken bestehen, auf die die Strahlung im Verlauf ihrer Reise getroffen ist. Dazu setzten sie die Strahlung der Lichtechos wie eine Art umgekehrtes Röntgen ein. Dies ist ein ähnliches Prinzip wie die unterschiedliche Absorption von Röntgenstrahlen in verschiedenen Teilen unseres Körpers oder unseres Gepäcks, die Aufschluss über ihre Struktur und Zusammensetzung gibt.

Das Team stellte fest, dass der Staub höchstwahrscheinlich Mischungen aus Grafit- und Silikatkörnern enthält. Das war auch bislang so vermutet worden. Das schwarze Loch V404 Cygni befindet sich im gleichnamigen Sternensystem und ist etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernt.