Astronomen sind in den Daten des (nun stillgelegten) eROSITA-R\u00f6ntgenteleskop auf eine Sensation gesto\u00dfen. In einer Galaxie haben sie einen Stern (J0456-20) entdeckt, der ein schwarzes Loch umkreist und bei jedem Umlauf ein wenig seiner Masse verliert. Das Schwarze Loch frisst den Stern \"schluckweise\". Ein Umlauf dauert etwa 220 Tage.<\/p>\n
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Es war eine Sensation, die am 12. Januar 2023 verk\u00fcndet<\/a> wurde.\u00a0W\u00e4hrend der Durchmusterung des gesamten Himmels beobachtete das eROSITA-R\u00f6ntgenteleskop die Objekte im R\u00f6ntgenstrahlenbereich. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts f\u00fcr extraterrestrische Physik (MPE) sind in den so erfassten Daten der eROSITA-Himmelsdurchmusterung ein spektakul\u00e4res, sich wiederholendes Ereignis entdeckt.<\/p>\n Im Zentrum einer ansonsten unscheinbaren Galaxie ereignen sich regelm\u00e4ssig sich alle 220 Tage helle R\u00f6ntgenausbr\u00fcche. Diese deuten auf einen Stern, der das dort befindliche massereiche Schwarze Loch umkreist und dabei in regelm\u00e4ssigen Uml\u00e4ufen \u201ef\u00fcttert\". Solche Ereignisse k\u00f6nnten wirksame Mittel sein, um die Akkretionsprozesse und das Gravitationsfeld um supermassereiche Schwarze L\u00f6cher in anderen Galaxien zu erforschen.<\/p>\n Die meisten Galaxien im Universum beherbergen ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum. Beobachtungen deuten auf ein symbiotisches Wachstum dieser Schwarzen L\u00f6cher und deren Wirtsgalaxien hin.<\/p>\n Diese Studien konzentrieren sich haupts\u00e4chlich auf \u201eaktive\" Galaxien, in denen das zentrale Schwarze Loch st\u00e4ndig gro\u00dfe Mengen an Materie ansammelt. Diese heizt sich auf und leuchtet sehr hell. Aktive Galaxien (oder Galaxien mit \u201eaktiven galaktischen Kernen\", AGN) sind jedoch eine Minderheit gegen\u00fcber ruhigen Galaxien. Bei diesen ist es viel schwieriger die Eigenschaften des supermassereichen schwarzen Lochs im Kern zu untersuchen.<\/p>\n Gelegentlich kommt es vor, dass ein Stern zu nahe an das zentrale Schwarze Loch einer Galaxie wandert und durch dessen starke Gezeitenkr\u00e4fte zerrissen wird (engl: \u201etidal disruption event\"). Ein Teil der Materie des Sterns f\u00e4llt in das Schwarze Loch und erh\u00f6ht damit die \u201eF\u00fctterungsrate\" des Gravitationsmonsters vor\u00fcbergehend. Diesen Prozess k\u00f6nnen Astronomen als kurzzeitige helle Blitze im R\u00f6ntgen- und UV-Bereich beobachten. Derartige Ereignisse treten in einer gew\u00f6hnlichen Galaxie nur etwa alle 10000 Jahre auf und sind damit sehr selten.<\/p>\n Die meisten bisher beobachteten Kandidaten waren einmalige Ereignisse, die aufgrund der Zerst\u00f6rung des Sterns einen einzigen Ausbruch zeigten. In j\u00fcngster Zeit wurden nun einige ver\u00e4nderliche Ereignisse entdeckt, die periodische oder sich wiederholende Ausbr\u00fcche zeigen. Diese k\u00f6nnten auf Sterne zur\u00fcckzuf\u00fchren sein, die ihre erste Begegnung gl\u00fccklicherweise \u00fcberleben: Anstatt vollst\u00e4ndig zerst\u00f6rt zu werden, umkreist der \u00dcberrest das supermassereiche Schwarze Loch, wobei er Teile seiner \u00e4u\u00dferen Schichten verliert und das Schwarze Loch bei jeder Passage erneut f\u00fcttert.<\/p>\n \u201eSolche sich wiederholenden, teilweisen Zerst\u00f6rungen k\u00f6nnten ein effektives Mittel sein, um den Akkretionsprozess um supermassereiche Schwarze L\u00f6cher zu erforschen\", betont Zhu Liu, der Hauptautor der Studie am MPE. \u201eMit Hilfe von eROSITA haben wir jetzt eine faszinierende ver\u00e4nderliche Quelle gefunden, bei der sich der R\u00f6ntgenausbruch in einer ansonsten ruhigen Galaxie regelm\u00e4\u00dfig wiederholt.\"<\/p>\n W\u00e4hrend der Durchmusterung des gesamten Himmels beobachtet das eROSITA-R\u00f6ntgenteleskop jeden Punkt am Himmerl mehrfach und hat dabei energiereiche ver\u00e4nderliche Quellen in Galaxien entdeckt, die keine Anzeichen fr\u00fcherer Aktivit\u00e4t in ihren Zentren aufwiesen. Die neue Quelle, J0456-20, die im Februar 2021 entdeckt wurde, befindet sich in einer ruhigen Galaxie, die etwa 1 Milliarde Lichtjahre entfernt ist. Sie ist eine R\u00f6ntgenquelle mit einer der h\u00f6chsten Variabilit\u00e4ten, die von eROSITA beobachtet wurden; innerhalb einer Woche nimmt der R\u00f6ntgenfluss um den Faktor 100 ab. Insgesamt beobachteten die Astronomen drei vollst\u00e4ndige Zyklen der Quelle, bei der sich die R\u00f6ntgenausbr\u00fcche in einem Zeitraum von etwa 220 Tagen wiederholten. Nachfolgende optische Beobachtungen zeigten eine normale ruhige Galaxie, w\u00e4hrend die wiederholten R\u00f6ntgeneruptionen stark auf eine sich wiederholende, teilweise Gezeitenst\u00f6rung hindeuten.<\/p>\n \u201eWir sch\u00e4tzen, dass der Stern, der das Schwarze Loch umkreist, beim ersten, zweiten und dritten Zyklus jeweils nur eine Masse verloren hat, die 5 %, 1,5 % und 0,5 % unserer Sonne entsp\u00e4che\", erkl\u00e4rt Adam Malyali, Postdoc am MPE. \u201eDiese Werte sind so niedrig, dass der Stern tats\u00e4chlich mehrere Ann\u00e4herungen an das zentrale Schwarze Loch \u00fcberleben k\u00f6nnte.\"<\/p>\n Mithilfe einer Kooperation mit den ATCA-Teleskopen in Australien konnte das Team zudem ver\u00e4nderliche Radioemission bei der Quelle J0456-20 nachweisen, welche einen deutlicher Hinweis auf einen Ausfluss von Gas darstellt. Zusammen mit dem charakteristischen Verlauf der R\u00f6ntgenstrahlung ergeben sich damit zwingende Hinweise auf Ver\u00e4nderungen in der Struktur der Akkretionsscheibe um das supermassereiche Schwarze Loch.<\/p>\n \u201eWeitere Beobachtungen sind notwendig, um die genauen Details der physikalischen Prozesse zu ergr\u00fcnden\", sagt Andrea Merloni, der wissenschftliche Leiter von eROSITA. \u201eDennoch liefert die Entdeckung dieses sich wiederholenden R\u00f6ntgenereignisses bereits jetzt einen soliden Beweis daf\u00fcr, dass es Sterne gibt, die eng um supermassereiche Schwarze L\u00f6cher jenseits unserer eigenen Milchstra\u00dfe kreisen. Diese k\u00f6nnten ein ideales Labor sein, um die Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie in sehr starken Gravitationsfeldern zu testen.\"<\/p>\n eROSITA hat bereits andere sich wiederholende R\u00f6ntgenquellen gefunden, z.B.\u00a0zwei quasi-periodische Eruptionen in AGN<\/a>. F\u00fcr die Zukunft erwartet das Team weitere Entdeckungen mit eROSITA, aber auch mit dem Ende 2023 startenden \u201eEinstein Probe\"-Satelliten. (via<\/a>)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Astronomen sind in den Daten des (nun stillgelegten) eROSITA-R\u00f6ntgenteleskop auf eine Sensation gesto\u00dfen. In einer Galaxie haben sie einen Stern (J0456-20) entdeckt, der ein schwarzes Loch umkreist und bei jedem Umlauf ein wenig seiner Masse verliert. Das Schwarze Loch frisst … Weiterlesen