Materie-Strahlen

Schwarze Löcher schleudern Atome ins Weltall

Wissenschaft
13.11.2013 19:00
Ein Team um Maria Diaz Trigo von der Europäischen Südsternwarte ESO hat den geheimnisvollen Schwarzen Löchern ein wichtiges Geheimnis entlockt: Laut Angaben der Astronomen schleudern die Schwerkraftmonster mit ihren scharf gebündelten Materie-Strahlen große Mengen Atome ins Weltall. Das hätten Beobachtungen mit dem Röntgensatelliten "XMM-Newton" gezeigt.

Schwarze Löcher verschlucken sämtliche Materie, die ihnen zu nahe kommt. Bevor die Materie jedoch unwiederbringlich eingesogen wird, sammelt sie sich in der Regel in einer schnell rotierenden Scheibe um das Schwarze Loch, der sogenannten Akkretionsscheibe (das Bild zeigt eine künstlerische Illustration). Aus dieser schießen bei vielen Schwarzen Löchern mächtige Materie-Strahlen, die sogenannten Jets, senkrecht nach oben und unten ins All hinaus, schreiben die Forscher im britischen Fachjournal "Nature".

Jet mit Satellit "XMM-Newton" beobachtet
"Obwohl sie seit Jahrzehnten beobachtet werden, sind wir immer noch nicht sicher, woraus sie bestehen und was sie antreibt", erläuterte Trigo in einer Mitteilung des Internationalen Radioastronomie-Forschungszentrums ICRAR in Australien. Mit den ICRAR-Instrumenten und dem europäischen Röntgensatelliten "XMM-Newton" (kleines Bild) wurden die Forscher Zeugen, wie sich bei einem neu entdeckten Schwarzen Loch plötzlich ein Jet bildete.

"Wir wissen seit Langem, dass die Jets Elektronen enthalten, aber unter dem Strich keine negative elektrische Ladung besitzen, also muss es in ihnen etwas positiv Geladenes geben", erläuterte Ko-Autor James Miller Jones vom ICRAR. "Bis jetzt war nicht klar, ob die positive Ladung von Positronen kommt, dem Antimaterie-Gegenpart der Elektronen oder von positiv geladenen Atomen."

"Fingerabdrücke" von Eisen- und Nickelatomen
Die Analyse der Strahlung aus den Jets des Schwarzen Lochs förderte nun charakteristische Spektrallinien zutage, eindeutige "Fingerabdrücke" von Eisen- und Nickelatomen. Die Forscher schließen daraus, dass ein erheblicher Anteil der Jets aus Atomen unterschiedlicher Elemente besteht. Da Atome sehr viel schwerer sind als Positronen, können die Jets so deutlich mehr Energie aus dem System wegtragen als Strahlen aus Elektronen und Positronen.

Die Messungen erlaubten auch, die Geschwindigkeit der Jets bei dem beobachteten Schwarzen Loch zu bestimmen: Sie schießen mit knapp 200.000 Kilometern pro Sekunde ins All hinaus, das sind zwei Drittel der Lichtgeschwindigkeit. Angetrieben werden die Jets demnach von der schnell rotierenden Akkretionsscheibe und nicht vom Schwarzen Loch selbst.

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