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Amerikanische Forscher haben erstmals die komplette Sternenmahlzeit eines Schwarzen Lochs verfolgt. Wie in einem Trickfilm konnten sie einem Gravitationsmonster in rund vier Milliarden Lichtjahren Entfernung zusehen, wie es einen vorbeiziehenden Stern zerdrückte und auseinanderriss. Die resultierende Gaswolke schlürfte das Schwarze Loch dann in sich hinein, wobei ein Feuerwerk an ultravioletter Strahlung gezündet wurde. Dieses Licht haben die Forscher um Suvi Gezari vom California Institute of Technology in Pasadena mit dem Satelliten Galex aufgezeichnet und über Jahre gemessen. Aus den Messdaten lässt sich das Gewicht des Schwarzen Lochs ableiten und mehr über die Entwicklung dieser Ungetüme im Universum lernen.
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Mit dem japanischen Röntgensatellit Suzaku ist der bislang tiefste Blick in die Umgebung supermassiver Schwarzer Löcher gelungen. Die Beobachtungen zeigen, wie die enorme Schwerkraft der Schwarzen Löcher Raum und Zeit deformiert und sogar Röntgenstrahlung wieder einfängt. Die Astronomen können mit Suzaku erstmals die "breite Eisen-K-Linie" genau untersuchen, eine spezielle Strahlung, mit der sich die Umgebung der Schwarzen Löcher besonders gut vermessen lässt. Gleich mehrere internationale Forscherteams berichteten diese Woche auf einer Fachtagung in San Francisco über ihre Beobachtungen mit Suzaku, die "eine neue Ära in der Erforschung der Schwarzen Löcher einleiten".
"Die breite Eisen-K-Linie erweist sich generell als unglaublich robustes Maß für die Eigenschaften der Schwarzen Löcher", berichtet Andrew Fabian von der Cambridge University, der eines der Teams leitet. Die meisten Galaxien beherbergen in ihren Zentren supermassive Schwarze Löcher mit der mehrmillionen- bis milliardenfachen Masse unserer Sonne. Während aus den Schwarzen Löchern selbst keine Strahlung entkommen kann, leuchtet ihre Umgebung zumeist heller als die gesamte Galaxie. Denn die aus der Umgebung angesaugte Materie heizt sich beim Einfall in das Schwarze Loch extrem auf.
In der unmittelbaren Umgebung der Schwarzen Löcher dominiert dabei die energiereiche Röntgenstrahlung. Suzaku ist mit einer ganzen Reihe spezieller Röntgendetektoren ausgestattet, um tief in diese Region hineinblicken zu können. Zwar haben schon andere Satelliten wie der europäische XMM-Newton Anzeichen für die breite Eisen-K-Linie aufgespürt. Doch Suzaku besitzt eine wesentlich bessere Empfindlichkeit in dem entsprechenden Energiebereich und erlaubt deshalb erstmals, diese Linie zur Untersuchung der Schwarzen Löcher einzusetzen.
So konnte Fabians Team beispielsweise nachweisen, dass das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie MCG-6-30-15 so schnell rotiert, dass es in seiner Umgebung Raum und Zeit mitreißt und verbiegt. Außerdem konnten die Forscher beobachten, wie die in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs ausgesendete Röntgenstrahlung gegen die übermächtige Schwerkraft anrennt und schließlich in die das Schwarze Loch umgebende Materiescheibe zurück gebogen wird.
Ein anderes Team unter der Leitung von James Reeves vom Goddard Space Flight Center der Nasa konnte mit Suzaku zeigen, dass diese Materiescheibe um 45 Grad gegen unsere Sichtlinie geneigt ist. Solche genauen Messungen waren zuvor unmöglich. "Dank der breiten Eisen-K-Linie können wir nun Materie und Energie sehr nahe an den Schwarzen Löchern beobachten", so Reeves, "und nur durch die Beobachtung solcher extremen Schwerkraftbedingungen können wir auf Fehler in Einsteins Relativitätstheorie stoßen - wenn es solche Fehler gibt."
Autor: Rainer Kayser /WA
Quelle: AAS/HEAD

Die schwarzen Löcher faszinieren und interessieren -- nicht nur Wissenschaftler und Literaten.
Etwa 90% der Materie im Kosmos ist dunkel, nicht unbedingt schwar, aber dunkel und leuchtet nicht. Sie kann nur indirekt erschlossen werden, z.B. durch die Beobachtung von Rotationskurven ferner Galaxien. Am Astrophysikalischen Institut Potsdam wird in verschiedenen Forschungsprojekten versucht, mehr über die Natur und Verteilung der Dunklen Materie in Erfahrung zu bringen. Modernste Supercomputer führen im Auftrag von Theoreikern numerische Simulationsrechnungen zur Strukturbildung im Universum durch, und die bauen im Wesentlichen auf der Existenz Dunkler Materie aufbauen. Eine andere Gruppe arbeitet enger mit Wissenschaftlern der Universität Groningen in der University of Wisconsin zusammen, um mit dem Potsdam entwickelten Multi-Aperture Spectrophotometer die Verteilung der Dunklen Materie in und um einzelne Galaxien zu vermessen.
Gesucht wird nach einleuchtenden Erklärungen über die Entstehung von schwarzen Löchern und über das Wesen der dunklen Materie überhaupt.