Im Schwarzen Loch Sagittarius A wurden seltsame quasi-periodische Blitze entdeckt, die alle 30 Minuten einmal aufblitzen.

Astronomen haben mithilfe des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ein quasiperiodisches Flackern in Millimeterwellen von Sagittarius (SGR) A* im Zentrum der Milchstraße entdeckt. Die Studie legt nahe, dass dieses Flackern durch die Rotation von Radioflecken um ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einem kleineren Umlaufradius als dem des Merkur verursacht wird. Dies ist ein faszinierender Hinweis, der zur Untersuchung der Raumzeit mit extremer Schwerkraft verwendet werden kann. Die Forschungsergebnisse wurden im Astrophysical Journal veröffentlicht. Yuhei Iwata, ein Doktorand an der Keio-Universität in Japan und Hauptautor der Studie, sagte:

Es ist bekannt, dass das Schwarze Loch Sagittarius A* manchmal im Millimeterwellenlängenbereich ausbricht. Dieses Mal nutzten wir ALMA, um über einen Zeitraum von zehn Tagen täglich 70 Minuten lang hochwertige Daten zu den Änderungen der Radiowellenintensität des Schwarzen Lochs Sagittarius A* zu erhalten. Dabei stellten wir zwei Trends fest: quasiperiodische Änderungen mit einer typischen Zeitskala von 30 Minuten und langsame Änderungen von bis zu einer Stunde. Astronomen spekulieren, dass sich im Zentrum von Sagittarius A* ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von 4 Millionen Sonnen befindet. Die Ausbrüche von Sgr A* wurden nicht nur im Millimeterwellenbereich, sondern auch im Infrarot- und Röntgenbereich beobachtet.

Die mit ALMA festgestellten Änderungen sind jedoch viel kleiner als die zuvor festgestellten, und derart kleine Änderungen treten bei Sgr A** wahrscheinlich immer auf. Schwarze Löcher selbst erzeugen keinerlei Strahlung; Die Emissionsquelle ist die heiße Gasscheibe, die das Schwarze Loch umgibt. Das Gas um ein Schwarzes Loch gelangt nicht direkt in den Gravitationstrichter, sondern rotiert um das Schwarze Loch und bildet eine Akkretionsscheibe. Das Forschungsteam konzentrierte sich auf Veränderungen auf kurzen Zeitskalen und fand heraus, dass die 30-minütige Veränderungsperiode der Umlaufzeit des innersten Randes der Akkretionsscheibe mit einem Radius von 0,2 Astronomischen Einheiten entspricht (1 Astronomische Einheit entspricht der Entfernung zwischen Erde und Sonne: 150 Millionen Kilometer).

Zum Vergleich: Merkur, der innerste Planet des Sonnensystems, umkreist die Sonne in einer Entfernung von 0,4 AE. Angesichts der enormen Masse im Zentrum eines Schwarzen Lochs sind auch dessen Gravitationseffekte in einer Akkretionsscheibe extrem. Tomoharu Oka, Professor an der Keio-Universität, sagte, die Emission könne mit einigen exotischen Phänomenen zusammenhängen, die in der Nähe supermassiver Schwarzer Löcher auftreten. In der Scheibe bilden sich sporadisch Hotspots, die um das Schwarze Loch wirbeln und dabei starke Millimeterwellen aussenden. Gemäß Einsteins spezieller Relativitätstheorie wird Strahlung erheblich verstärkt, wenn sich ihre Quelle mit einer Geschwindigkeit auf einen Beobachter zubewegt, die mit der Lichtgeschwindigkeit vergleichbar ist. Der innere Rand der Akkretionsscheibe rotiert sehr schnell, was diesen besonderen Effekt erzeugt.

Astronomen gehen davon aus, dass hier die Ursache für kurzfristige Änderungen der Millimeterwellenstrahlung von Sagittarius A* liegt. Das Team spekuliert, dass derartige Änderungen die Bemühungen beeinträchtigen könnten, supermassive Schwarze Löcher mit dem Event Horizon Telescope abzubilden. Generell gilt: Je schneller sich etwas bewegt, desto schwieriger ist es, das Objekt zu fotografieren. Stattdessen liefern Änderungen in der Emission selbst überzeugende Einblicke in die Bewegung des Gases. Durch eine langfristige Überwachungskampagne mit ALMA könnte es möglich sein, den Moment zu beobachten, in dem das Schwarze Loch Gas absorbiert. Das Ziel besteht darin, unabhängige Informationen zu gewinnen, um die rätselhafte Umgebung supermassiver Schwarzer Löcher zu verstehen.

Bo Ke Yuan | Forschung/Von: National Institute of Natural Sciences

Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Astrophysics veröffentlicht.

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