London – Im Jahr 2007 erspähten Astronomen ein gigantisches Schwarzes Loch im Zentrum einer 600 Millionen Lichtjahre entfernten Spiralgalaxie. Das Außergewöhnliche an diesem Schwerkraftmonster, das bis zu 10 Millionen Sonnenmassen in sich vereint, ist sein rätselhafter "Herzschlag": Es sendete annähernd im Stundentakt regelmäßige Röntgensignale aus, deren Ursache den Wissenschaftern Kopfzerbrechen bereitete. Leider verhinderte unsere Sonne ab 2011 eine kontinuierliche Untersuchung des Phänomens, denn ab diesem Zeitpunkt stand die Galaxie zu nahe bei unserem Zentralgestirn, eine Beobachtung mit den empfindlichen Röntgenteleskopen war nicht mehr möglich.
Andauerndes Pulsieren
Sieben Jahre später ist die Galaxie mit der Katalognummer RE J1034+396 mit ihrem merkwürdigen Massezentrum wieder aus dem Sonnenumfeld aufgetaucht und konnte mit dem europäischen Röntgensatelliten XMM-Newton erneut ins Visier genommen werden – dabei erlebten die Forscher eine Überraschung: Das Schwarze Loch pulsiert immer noch, wie ein Team um Chichuan Jin von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften nun im britischen Fachjournal "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" berichtet.
"Dieser Herzschlag ist erstaunlich", so Jin in einer Mitteilung der Durham University, deren Forscher an der Arbeit beteiligt waren. "Er belegt, dass solche Signale von supermassereichen Schwarzen Löchern sehr kräftig und ausdauernd sein können."
Mögliche Ursache
Eine Theorie über den Ursprung der regelmäßigen Röntgenpulse haben Forscher schon 2009 in den "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" formuliert: Das supermassereiche Schwarze Loch ist von einer sogenannten Akkretionsscheibe umgeben, auf der sich Materie ansammelt, bevor sie hinter dem Ereignishorizont verschwindet. Die hinabstürzende Materie heizt sich dabei so stark auf, dass sie im Röntgenbereich hell aufleuchtet.
"Die Hauptidee für die Entstehung dieses Herzschlags ist, dass sich die inneren Bereiche der Akkretionsscheibe ausdehnen und zusammenziehen", erläuterte Koautor Chris Done von der Universität Durham. Auf diese Weise könnte Materie gleichsam in Wellen in das Schwarze Loch fallen. Die Zeit zwischen den "Herzschlägen" kann demnach Auskunft geben über die Größe und die Struktur der Materie in der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs. Überrascht sind die Forscher freilich von der Ausdauer des Signals.
Weitere Beobachtung des Phänomens
Seit 2011 stand die Ursprungsgalaxie am Himmel zu nah an der Sonne für eine Beobachtung mit Röntgensatelliten. Deren empfindliche Instrumente müssen stets von der Sonne weg zeigen. XMM-Newton kann nur in einem Winkel von 70 bis 110 Grad von der Sonne beobachten, wie Jin erläuterte. Alles, was weiter nördlich oder südlich steht, ist für den Satelliten nicht zugänglich. Erst 2018 tauchte das Schwarze Loch wieder in den beobachtbaren Bereich ein. Bis dahin war nicht klar, ob der "Herzschlag" ein kurzfristiges Phänomen ist oder länger anhält. Die Wiederentdeckung biete nun die Gelegenheit, die Natur und den genauen Ursprung des "Herzschlag"-Signals genauer zu untersuchen, so Jin. (red, 10.6.2020)