Wie einige schwarze Löcher kosmische Masse verschlingen
Schwarze Löcher sind die Reste von ehemaligen Sternen, die in sich selbst kollabiert sind und so dicht und kompakt wurden, dass nicht einmal Licht ihrer Anziehungskraft entkommen kann. Aus dem gleichen Grund haben sie einen unersättlichen Appetit auf anderes Material im Universum und häuft sie regelmäßig an. Zu supermassiven Schwarzen Löchern gehören insbesondere die in aktiven Galaxienkernen (AGN) in den Zentren vieler Galaxien, unter anderem in der Milchstraße. Sie haben sehr früh ihr volles Ausmaß erreicht und ihre rasche Akkretion überschreitet die klassische Grenze (Eddington-Grenze), die durch das Gleichgewicht zwischen Schwerkraft und emittierter Strahlung gekennzeichnet wird. SMBH in AGN akkretieren von Jahrzehnten bis Jahrtausenden, was ihre Erforschung erschwert. Im Rahmen des Projekts TASER ("Timing and spectroscopy in the Eddington regime") führten EU-finanzierte Wissenschaftler eine umfassende Studie geeigneter Analoga zu schnelleren Zeitskalen in unserer Nähe durch. Binäre schwarze Löcher (BHB) sind Systeme, in denen ein normaler Stern ein schwarzes Loch umkreist und es mit Material für die Akkretion des Schwarzen Lochs versorgt. Die Schwarzen Löcher in diesen Systemen sind nur zehnmal massereicher als unsere Sonne. Ihre Akkretion verläuft nach der oder nahe der Eddington-Grenze und sie durchlaufen Veränderungen auf viel kleineren Zeitskalen als die supermassiven schwarzen Löcher. Ziel des Projekts war es, viele von diesen Schwarzen Löchern zu identifizieren und zu untersuchen und ihre gemeinsamen zeitlichen und spektralen Eigenschaften zu bestimmen. Kurz vor Beginn des Projekts entdeckte man den ersten extragalaktischen Mikroquasar in unserer Nachbargalaxie Andromeda. Mikroquasare sind BHB, die bei maximalen Akkretionsraten einen leistungsstarken Plasmastrahl ausspucken. Die Entdeckung, dass der Mikroquasar nahe an der Eddington-Grenze akkretiert, führte zu einem Artikel in der renommierten Fachzeitschrift Nature. Nachfolgende Studien untersuchten, wie Jet und Zufluss gekoppelt sind, eine Schlüsselkomponente der Eddington-Akkretion. Die bahnbrechenden Arbeiten kamen zu dem Schluss, dass das Phänomen in der Tat an extragalaktischen Mikroquasaren in nahen Galaxien untersucht werden kann, wo eine größere Stichprobe als in der Milchstraße zu finden ist. Dies ebnete den Weg für eine umfassende Suche nach weiteren extragalaktischen Mikroquasaren. In der Zwischenzeit entwickelten die Forscher Algorithmen zur Analyse der spektralen und zeitlichen Eigenschaften dieser Quellen. Die Spektrum-Zeit-Werte sollen wichtige Einblicke in die Natur der "Super-Eddington"-Akkretion bei Schwarzen Löchern liefern und damit Aufschluss zur Entstehung und Entwicklung des Universums geben.
Schlüsselbegriffe
Schwarze Löcher, Akkretion, Spektroskopie, Eddington-Regime, binäre Schwarze Löcher
