Die Bestätigung eines Schwarzen Lochs

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

1967 machte eine nach Röntgenstrahlung suchende Rakete eine erstaunlich helle Röntgenquelle aus, die in Richtung des Sternbilds Cygnus lag. Cyg X-3 genannt, wurde bald als mit einer veränderlichen Quelle übereinstimmend erkannt, von der man wußte, daß sie auch bei Radiowellen hell ist. In der Zwischenzeit konnten Astronomen ausmachen, daß dieses Objekt in Wirklichkeit ein Doppelstern (das heißt, zwei sich umkreisende Objekte) in unserer Galaxis ist. Dieser liegt ungefähr 25.000 Lichtjahre entfernt und eines der Objekte ist ein heißer, massereicher Stern (der bald zu einer Supernova wird) mit kräftigen Winden. Aber um was handelt es sich bei dem Partner und was bringt das Paar dazu, eine solch intensive Röntgenstrahlung abzugeben? Seit den ersten Tagen der Entdeckung versuchen Astronomen, Antworten auf diese Frage zu finden.

Es gibt zwei denkbare Möglichkeiten. Im ersten Fall ist der Begleiter ein Neutronenstern – die von einer Supernova-Explosion hinterlassene ultradichte Asche. Die zweite Möglichkeit besteht darin, daß der Begleiter ursprünglich so massereich war – mehr als etwa acht Sonnenmassen -, daß dessen Supernova-Explosion ein Schwarzes Loch zurückließ. Wenn Material, daß von dem heißen Stern weggeblasen wird, in die Nähe eines dieser beiden dichten Begleiter kommt, wird es auf Millionen Grad erhitzt und strahlt Röntgenstrahlung ab.

Anna Szostek, Andrzej Zdziarski und Michael McCollough haben eine Auswertung archivierter Daten von Cyg X-3 veröffentlicht. Ihre Analyse versucht erstmals, das Verhalten der zeitlich veränderlichen Quelle vollständig zu erfassen – sowohl die starken, schwachen und dazwischenliegenden Phasen aufflackernder Emission als auch die zeitlich veränderlichen Eigenschaften der Strahlung. Als die Gruppe ihre Ergebnisse mit Modellen und Beobachtungen von bekannten Doppelsternsystemen mit einem Schwarze Loch oder Neutronenstern verglichen, entdeckten sie, daß die Strahlung von Cyg X-3 sowohl bei Röntgen- als auch bei Radiowellen eng mit Systemen übereinstimmt, in denen Schwarze Löcher vorkommen; dagegen unterscheidet sich die Emission von Binärsystemen, in denen Neutronensterne zu erkennen sind. Obwohl noch einige zusätzliche Untersuchungen ausstehen, scheinen die Ergebnisse endlich eines der drängendsten verbliebenen Rätsel aus den frühen Tagen der Röntgenastronomie gelöst zu haben.

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