Rekord-Ausbrüche von „unserem“ schwarzen Loch

Leuchtfeuer im Herzen der Milchstraße: Das Schwarze Loch Sagittarius A* hat in letzter Zeit Röntgenausbrüche in nie zuvor gemessener Stärke verursacht. Das Weltraumteleskop Chandra war eigentlich auf ein anderes erwartetes Schauspiel gerichtet – stattdessen gab es die Rekord-Ausbrüche zu sehen. Für die mögliche Ursache haben die Astronomen mehrere Erklärungen parat – Genaues weiß man aber noch nicht.

Das Zentrum der Milchstraße ist normalerweise vor unserem Blick verborgen: Dichte Staub- und Gaswolken verhindern Beobachtungen im sichtbaren Bereich des Lichts. Röntgenstrahlung durchdringt diese Barriere jedoch, und gibt Aufschluss über das Herz unserer Heimatgalaxie: Hinter dem Schleier verbirgt sich höchstwahrscheinlich das Schwarze Loch Sagittarius A* (Sgr A*). Seine Masse ist geschätzt viereinhalb Millionen Mal höher als die unserer Sonne.

„Megaflare“ statt Feuerwerk

Schon am 14. September 2013 beobachteten Astronomen um Daryl Haggard vom Amerst College in Massachusetts mit dem Chandra-Weltraumteleskop einen Röntgenausbruch von Sgr A*, der 400-mal heller war als der Normalzustand des schwarzen Lochs. Dieser „Megaflare“ war fast dreimal heller als der zuvor hellste gemessene Ausbruch im Jahr 2012. Das Leuchtfeuer war jedoch noch nicht vorbei: Nachdem sich Sgr A* zunächst wieder beruhigt hatte, folgte am 20. Oktober 2014 ein weiterer Ausbruch, 200-mal heller als normal.

Dass das Teleskop Chandra im richtigen Moment in diese Richtung blickte, war kein Zufall. Im Frühjahr 2014 erwarteten Astronomen ein besonderes Schauspiel in der Nähe von Sgr A*: Die interstellare Gaswolke G2 raste um Haaresbreite an dem schwarzen Loch vorbei und sollte von dessen Anziehungskraft zerrissen werden – doch das Spektakel fiel aus: „Unglücklicherweise hat die Gaswolke G2 nicht das Feuerwerk ausgelöst, das wir erhofft hatten, als sie sich Sgr A* näherte“, sagt Daryl Haggard vom Amerst College in Massachusetts.

Röntgenausbruch von Sagittarius A*. Der Fleck unterhalb des Ausbruchs ist ein konstant strahlender Magnetar. © NASA/CXC/Amherst College/D.Haggard et al.

Zwei mögliche Ursachen

Stattdessen beobachteten die Astronomen die überraschenden Rekord-Ausbrüche des schwarzen Loches. Die Gaswolke G2 hat mit diesen Flares offenbar nichts zu tun: Sie näherte sich Sgr A* im Frühling 2014 bis auf weniger als 25 Milliarden Kilometer an – die Quelle des Röntgen-Ausbruchs im September 2013 lag rund hundertmal näher. Wenn also nicht G2 die Ursache war, was dann?

Haggard und ihr Team halten zwei Antworten für möglich: Zum einen könnte ein Asteroid dem schwarzen Loch zu nah gekommen und von dessen Schwerkraft zerrissen worden sein. Die Trümmer hätten sich bei einem solchen Ereignis extrem aufgeheizt und Röntgenstrahlung ausgesandt, bevor sie jenseits des Ereignishorizonts von Sgr A* verschwanden.

Asteroid oder Magnetfeld?

„Wenn ein Asteroid zerrissen worden ist, wäre er ein paar Stunden lang um das schwarze Loch gekreist wie Wasser um einen offenen Abfluss, bevor er hineingestürzte“, vergleicht Koautor Fred Baganoff vom Massachusetts Institute of Technology. Das entspricht auch etwa dem Zeitraum, über den die Forscher den hellsten Röntgenausbruch beobachteten.

Der zweiten Theorie zufolge sind magnetische Feldlinien innerhalb des Gases, das Sgr A* umgibt und darauf zu strömt, für die außergewöhnliche Röntgenaktivität verantwortlich. Sie könnten so dicht gepackt sein, dass sie sich manchmal gewissermaßen verstricken. Wenn sie sich dann wieder entwirren und neu anordnen, könnten ebenfalls intensive Röntgenausbrüche entstehen. Magnetische Ausbrüche dieser Art lassen sich auch auf der Sonne beobachten, und die Flares von Sgr A* folgen einem ähnlichen Muster.

Welche Theorie die richtige ist, lässt sich noch nicht endgültig sagen. Koautorin Gabriele Ponti vom Max Planck Institut für Astrophysik in Garching ist jedoch sicher, dass die gemessenen Röntgenausbrüche wichtige Erkenntnisse liefern werden: „Solche seltenen und extremen Ereignisse geben uns eine einzigartige Gelegenheit, anhand von bloß einer winzigen Menge einfallender Materie die Physik eines der bizarrsten Objekte in unserer Galaxie zu verstehen.“

(NASA, 06.01.2015 – AKR)