GRO J1655-40

Chandra - Ein Blick ins Universum im Röntgenlicht

(Originalarbeit unter https://chandra.harvard.edu)

NASA’s Chandra gibt Antwort auf ein Paradoxon Schwarzer Löcher

Illustration: NASA/CXC/M. Weiss
X-ray Spectrum: NASA/CXC/U. Michigan/J. Miller et al.

Das Röntgenspektrum (siehe Einschub) eines Doppelsternsystems, das aus einem Schwarzen Loch und einem normalen Stern besteht, deutet darauf hin, daß turbulente Winde aus viele Millionen Grad heißem Gas um das Schwarze Loch wirbeln. Wie die Illustration zeigt, läuft viel von dem heißen Gas auf Spiralbahnen nach innen auf das Schwarze Loch zu, doch etwa 30% wird weggeblasen.

Die Temperatur und Stärke der Winde besagen, daß starke Magnetfelder vor Ort sein müssen. Diese Magnetfelder, ver-mutlich durch das vom Begleitstern abströmende Gas transportiert, erzeugen magnetische Turbulenzen, die in der gas-förmigen Scheibe Reibung verursachen und Winde aus der Scheibe antreiben, die Impuls nach außen tragen, während das Gas nach innen fällt. Auch heizt magnetische Reibung das Gas im inneren Bereich der Scheibe auf Temperaturen, um Röntgen-strahlung aussenden zu können.

Die Untersuchung des Scheibenwinds von GRO J1655-40, oder kurz J1655, bestätigte, was Astronomen lange vermuteten, daß namentlich magnetische Reibung wesentlich für das Verständnis ist, wie Schwarze Löcher Materie so schnell akkretieren. Ohne einen Prozeß, der einiges vom Drehimpuls des Gases abführt, könnte dieses für eine sehr lange Zeit auf einer Umlaufbahn um ein Schwarzes Loch verbleiben.

J1655 ist ein Binärsystem, das ein Schwarzes Loch mit siebenfacher Sonnenmasse beherbergt, das von einem normalen Stern, doppelt so massereich wie die Sonne, Materie abzieht. Die Chandra-Beobachtung offenbarte eine helle Röntgen-quelle, deren Spektrum Einbuchtungen zeigte, die durch Absorption zahlreicher Atome, die von Sauerstoff bis Nickel reichen, entstanden. Eine detaillierte Analyse der Absorptionseigenschaften zeigt, daß die Atome sehr stark ionisiert sind und sich in einem Hochgeschwindigkeitswind von dem Schwarzen Loch fortbewegen.

Einsicht in die Bedeutung magnetischer Kräfte in der Gasscheibe um J1655 könnte weitreichende Folgen nach sich ziehen, von den supermassereichen Schwarzen Löchern, die mit leistungsstarken Quasaren einhergehen, bis zu Planeten formenden Scheiben um junge sonnenähnliche Sterne.