Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Ein Röntgen-Doppelsternsystem mit einem Schwarzen Loch (black hole X-ray binary = BHXB) ist ein Schwarzes Loch, das einen normalen Stern umkreist. Wenn Materie von dem normalen Stern auf das Schwarze Loch stürzt, wird ein Jet aus geladenen Teilchen mit relativistischer, also nahezu Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen und diese Teilchen geben starke Röntgenstrahlung ab. Die daran beteiligten Prozesse sollen denen unter den spektakuläreren Bedingungen in aktiven galaktischen Kernen ähnlich sein. Die meisten bekannten BHXBs sind in unserer Milchstraße zu finden, und da sie uns viel näher sind, können sie viel genauer als ihre in großen Entfernungen gelegenen Verwandten untersucht werden.
Röntgen-Doppelsternsysteme mit einem Schwarzen Loch flackern unregelmäßig in Ausbrüchen auf, die Tage bis Wochen andauern können und bieten eine Gelegenheit zu untersuchen, wie sich ihre Jets entwickeln. Zwei verschiedene Arten von relativistischen Jets sind bekannt, die von der Rate an akkretierter Masse im System abhängen. Bei niedrigen Masseakkretionsraten verbiegen Magnetfelder den kompakten Jet und veranlassen ihn, Strahlung abzugeben. Bei hohen Masseakkretionsraten werden einzelne Jetauswürfe herausgeschleudert, die auf diesen Prozess über verschiedene Wege störend einwirken können – dies ergibt komplexere Strahlungsmuster. (Ein ganz seltener dritter Strahlungstyp zeigt quasiperiodische Schwingungen.) Im Normalfall gibt es ein paar helle BHXB-Ereignisse pro Jahr, aber die energiereicheren Vertreter ihrer Art treten nur etwa einmal pro Jahrzehnt auf.
Am 15. Juni 2015 durchlief das System V404 Cygni ebensolch einen seltenen, heftigen Ausbruch und die CfA-Astronomen Glen Petitpas und Mark Gurwell waren Mitglieder eines Teams, dem gleichzeitig Radio- bis einschließlich Submillimeter-Beobachtungen der Strahlung gelang – dabei setzten sie das Submillimeter Array zusammen mit dem Very Large Array und das James Clerk Maxwell Teleskop (SCUBA-2 = Submillimetre Common-User Bolometer Array 2) ein. Das Team verfolgte die Aktivität über vier Stunden; während dieser Zeit erfassten sie mehrere, sich schnell ändernde Flares, die bei allen beobachteten Frequenzen hell waren. Das beste Modell des Teams passt gut mit acht einzelnen, bipolaren Ausstoßereignissen der Jets zusammen. Zudem schätzte das Modell Geschwindigkeit, strukturelle Eigenschaften, Geometrie und Energiehaushalt der Jets ab. Diese bisher nicht gekannten abgestimmten Beobachtungen eines BHXB unterstreichen die Bedeutung von Beobachtungen in vielen Frequenzen bei der Untersuchung der Jetstrahlung von BHXB.
Literatur:
„Extreme Jet Ejections from the Black Hole X-ray Binary V404 Cygni“
A.J. Tetarenko, G.R. Sivako, J.C.A. Miller-Jones, E.W. Rosolowsky, G. Petitpas, M. Gurwell, J. Wouterloot, R. Fender, S. Heinz, D. Maitra, S.B. Marko S. Migliari, M.P. Rupen, A.P. Rushton, D.M. Russell, T.D. Russell, and C.L. Sarazin
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 469, 3141–3162 (2017)
