NASA-Sensation: Schwarzes Loch verschlingt Stern
Schon einmal etwas von einer "Stellar Tidal Disruption" gehört? Nein: Dann lass die NASA Licht ins Dunkel bringen.
Die US-Raumfahrbehörde beschreibt mit dem Fachterminus ein astronomisches Phänomen, bei dem ein Schwarzes Loch einen Stern verschluckt und anschließend eine große Menge Energie – unter anderem eine Flamme voll hochenergetischer Strahlung – ausstößt.
Pragmatisch ausgedrückt rülpsen die Schwarzen Löcher, nachdem sie ihr interstellares Mahl verspeist haben.
Im Rahmen von zwei Studien haben Forscher die Weltraum-Bäuerchen einer detaillierten Analyse unterzogen, um herauszufinden, wie genau sie den kosmischen Dunst rund um das Schwarze Loch ausradieren.
Bahnbrechende Forschungen
Mit der technischen Hilfe des unbemannten Weltraumteleskops "Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE)" haben NASA-Wissenschaftler nun die Ernegie gemessen, die durch das Absorbieren des umliegenden Staubs und dem echoähnlichen Absondern von Licht entsteht, und konnten neue Erkenntnisse hinsichtlich der "kosmischen Gezeitenstörungen" gewinnen.
"Dies ist das erste Mal, dass wir deutlich sehen, die Infrarot-Licht Echos von mehreren Tidal-Disruption-Events sehen", sagt Sjoert van Velzen, Postdoktorand an der Johns Hopkins University in Baltimore.
Über ein viertes potenzielles Lichtecho - basierend auf WISE-Daten - berichtet eine unabhängige Studie unter der Leitung von Ning Jiang, einem Postdoktorand-Forscher an der Universität für Wissenschaft und Technologie in China.
Ultraviolett- und Röntgenlicht
Die auch als Flares bezeichneten Rülpser von Schwarzen Löchern, die Sterne essen, enthalten hochenergetische Strahlung - einschließlich Ultraviolett- und Röntgenlicht.
Solche Fackeln zerstören jeglichen Staub, der ein Schwarzes Loch umgibt. In einem gewissen Abstand zum Schwarzen Loch kann dieser Staub allerdings überleben, da die dort erreichte Fackelstrahlung nicht so intensiv ist.
Nachdem der "überlebende" Staub durch eine weitere Fackel erwärmt wird, gibt er Infrarotstrahlung ab. WISE misst diese Infrarot-Emission aus dem Staub in der Nähe eines Schwarzen Lochs, das Hinweise auf die "Tidal Disruption Flares" als auch den Staub an sich gibt. Das grundsätzliche Problem?
Infrarot-Wellenlängen von Licht sind länger als sichtbares Licht und können nicht mit dem bloßen Auge gesehen werden. Mithilfe der WISE-Raumsonde, die den gesamten Himmel alle sechs Monate abbildet, ließ sich die Veränderung der Infrarotstrahlung aus dem Staub nun allerdings messen.
Optische Lichtfackeln
Astronomen verwendeten dafür eine Technik namens "Foto-Nachhall" oder "Licht-Echos", um den Staub zu charakterisieren. Dieses Verfahren beruht darauf, die Verzögerung zwischen der ursprünglichen optischen Lichtfackel und der nachfolgenden Infrarotlichtveränderung zu messen, wenn die Fackel den das Schwarze Loch umgebenden Staub erreicht.
Diese Zeitverzögerung wird dann verwendet, um den Abstand zwischen dem Schwarzen Loch und dem Staub zu bestimmen. Van Velzens Studie untersuchte fünf mögliche Tidal-Disruption-Ereignisse und sah den Licht-Echo-Effekt in drei von ihnen. Jiang Gruppe beobachtete das Phänomen in einer zusätzlichen Veranstaltung namens "ASASSN-14li".
Das Messen des infraroten Glanzes des von den Flares erhitzten Staubs ermöglicht es den Astronomen, Schätzungen über die Lage des Staub, der das schwarze Loch im Zentrum einer Galaxie umgibt, anzustellen.
Pure Zerstörungskraft
"Unsere Studie bestätigt, dass der Staub dort ist, und dass wir ihn verwenden können, um zu bestimmen, wie viel Energie bei der Zerstörung des Sterns erzeugt wurde",
sagt Varoujan Gorjian, ein Astronom im "Jet Propulsion Laboratory" der NASA in Pasadena.
Die Forscher fanden heraus, dass die Infrarot-Emission von Staub, der durch eine Fackel erwärmt wird, ein Signal verursacht, das bis zu einem Jahr nach dem Stärksten Aufflackern erkennbar ist.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Schwarze Loch eine lückenförmige, sphärische Staubbahn hat, die einige Billionen Meilen - circa ein halbes Lichtjahr - vom schwarzen Loch selbst entfernt liegt.