V404 Cygni: Aufflackern eines Unterversorgten

6. Jänner 2016, 19:01
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Japanische Astronomen bringen in "Nature" neue Details über das "Ernährungsverhalten" eines der erdnächsten Schwarzen Löcher ans Licht

Kioto/Wien – Am 15. Juni 2015 registrierten Astronomen einen plötzlichen und heftigen Anstieg der Aktivität in einem Doppelsternsystem, das eines der erdnächsten Schwarzen Löcher enthält: V404 Cygni im Sternbild Schwan, rund 8000 Lichtjahre von uns entfernt, war offenbar wieder erwacht. Erstmals seit seiner Entdeckung 1989 konnten dort über knapp zwei Wochen hinweg heftige Gamma- und Röntgenstrahlenausbrüche beobachtet werden.

Doch nicht nur das: Ein japanisches Forscherteam um Mariko Kimura von der Universität Kioto berichtet nun im Fachmagazin "Nature" von auffälligen Helligkeitsschwankungen im sichtbaren Bereich des Lichts aus der Umgebung des Schwarzen Lochs. Die Umstände dieser Fluktuationen passen aber nicht ganz zu bisherigen Erklärungsmodellen solcher Systeme.

Anziehender Gigant

Schwarze Löcher "ernähren" sich gleichsam von kosmischer Materie: Sie üben eine solche Anziehungskraft aus, dass sich eine Akkretionsscheibe um sie bildet, die Gas und Staub in Richtung des Zentrums transportiert. In dieser Scheibe heizt sich die kosmische Materie massiv auf und setzt so viel Energie frei, dass sie in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zu leuchten beginnt – neben ultravioletter und Röntgenstrahlung auch im sichtbaren Licht. Als sogenannte Jets werden zudem hochenergetische Materieteilchen ins All geschleudert.

Damit ein Schwarzes Loch also aktiv werden kann, braucht es "Nahrung". Das System V404 Cygni besteht neben einem Schwarzen Loch mit neun bis 15 Sonnenmassen aus einem Begleitstern, dessen Masse etwas kleiner als die der Sonne ist. Dieser Stern ist auch der Materielieferant, der vergangenen Sommer das plötzliche Akkretionsereignis ermöglichte.

Nachschubprobleme

Kimura und Kollegen werteten seither große Mengen an Daten aus und entdeckten ein Muster aus Helligkeitsschwankungen im sichtbaren Lichtspektrum, das von der Erde aus sogar mit Teleskopen mit nur 20 Zentimeter Durchmesser zu sehen war. Ähnliche Fluktuationen sind zwar von anderen Doppelsternsystemen bekannt, allerdings bei einer mehr als zehnmal höheren Akkretionsrate. Demnach würde das "Aufflackern" nicht unbedingt bedeuten, dass in hohem Maße Materie aufgesammelt wird, sondern womöglich zu wenig: Die Forscher vermuten, dass die Gas- und Staubscheibe von V404 Cygni so groß ist, dass ihr Inneres gar nicht mit einem kontinuierlichen Materiestrom versorgt werden kann.

Eine solche instabile Akkretionsrate hätte heftige Strahlenausbrüche zur Folge, die schließlich die sichtbaren Helligkeitsschwankungen bedingen könnten. V404 Cygni verhält sich indes wieder ruhig – für wie lange, steht in den Sternen. (David Rennert, 7.1.2016)

  • Künstlerische Darstellung des Schwarzen Lochs im Doppelsternsystem V404 Cygni, das sich  etwa 8000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schwan befindet.
    illustr.: esa/atg medialab

    Künstlerische Darstellung des Schwarzen Lochs im Doppelsternsystem V404 Cygni, das sich etwa 8000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schwan befindet.

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