💫 Die Jets dieses Schwarzen Lochs tanzen im Weltraum

Ein extremer kosmischer Tanz findet im Doppelsternsystem Cygnus X-1 statt, 7000 Lichtjahre von uns entfernt. Dort verschlingt ein stellare Schwarzes Loch mit 21 Sonnenmassen langsam einen blauen Überriesenstern. Doch das ist nicht die einzige Aktivität: Materiestrahlen (Jets) schießen mit atemberaubender Geschwindigkeit aus dem Schwarzen Loch, und sie bleiben nicht gerade.

Astronomen haben entdeckt, dass diese Jets vom starken Sternwind des Begleitsterns weggedrückt werden und je nach seiner orbitalen Position im Weltraum zu tanzen scheinen.


Mithilfe des Radioteleskops Square Kilometre Array Observatory (SKA) konnten Wissenschaftler erstmals die Leistung dieser Jets messen. Sie transportieren etwa 10 % der Energie, die beim Einfall von Materie in das Schwarze Loch freigesetzt wird. Dies ist eine wichtige Information, da Modelle, die das Universum simulieren, diesen Wert annahmen, ohne ihn überprüfen zu können. Die Jets bewegen sich mit halber Lichtgeschwindigkeit, also etwa 150.000 km/s, und ihre Leistung entspricht der von 10.000 Sonnen.

Das System Cygnus X-1 ist besonders eng: Das Schwarze Loch und sein Stern sind nur 30 Millionen Kilometer voneinander entfernt, das sind 20 % der Entfernung Erde-Sonne. Der Stern verliert Materie durch einen intensiven Sternwind, der eine Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch speist. Diese Scheibe erhitzt sich und sendet Röntgenstrahlen aus, was Cygnus X-1 zu einer der hellsten Quellen in diesem Bereich macht.

Diese Entdeckung ermöglicht es nun, die Leistung der Jets anderer Schwarzer Löcher zu kalibrieren, einschließlich der supermassiven, die in den Zentren von Galaxien sitzen. Da die Gesetze der Physik überall im Universum gleich sind, hilft die Messung der Energie der Jets von Cygnus X-1 zu verstehen, wie Schwarze Löcher ihre Umgebung beeinflussen, selbst auf viel größeren Skalen. Zukünftige Projekte könnten mit dieser Referenz Millionen von Jets entdecken.


Das Forschungsteam unter der Leitung von Steve Prabu von der Universität Oxford beobachtete, dass die Jets in den Bildern des SKA zu „tanzen“ schienen. Diese Bewegung rührt daher, dass der Sternwind die Jets drückt und sie im Laufe des Orbits ablenkt. Dieses Phänomen wurde noch nie mit einer solchen Präzision beobachtet.

Diese Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Astronomy, ebnet den Weg für zukünftige Beobachtungen. Die Forscher schätzen, dass Millionen von Galaxien aktive Schwarze Löcher beherbergen, und Jets spielen eine wichtige Rolle in der Entwicklung von Galaxien.