Gedrängtes Sternenfeld um GRS 1915 und seine Nahaufnahme (Einschub). Credits: Röntgen: NASA/CXC/Harvard/J. Neilsenet al. Optisch: Palomar DSS2.
Schwarze Löcher mit stellarer Masse, zwischen dem 7- und 25-fachen der Sonnenmasse, werden als 'Mikroquasare' bezeichnet, wenn sie starke Teilchen- und Strahlungsstrahlen erzeugen, Miniaturversionen von denen, die in Quasaren zu sehen sind. Schwarze Löcher mit stellarer Masse liegen am kleinen Ende der Skala gegenüber supermassiven Schwarzen Löchern, einschließlich derer in Quasaren, die das Millionen- bis Milliardenfache der Sonnenmasse wiegen.
Die Jets der Mikroquasare könnten laut neuer Forschung Teil einer Geheimwaffe sein, um ihre zierlichen Figuren zu behalten.
Das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA entdeckte das Zusammenspiel zum ersten Mal an einem berühmten Mikroquasar, etwa 40.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Aquila. Dieses System, GRS 1915+105 (kurz GRS 1915), enthält ein Schwarzes Loch mit der 14-fachen Sonnenmasse, das sich von Material eines nahen Begleitsterns ernährt. Wenn das Material in Richtung des Schwarzen Lochs wirbelt, bildet sich eine Akkretionsscheibe.
Zwei Harvard-Astronomen enthüllen ein neu entdecktes Tauziehen zwischen den Jets und heißen Winden aus dem Material, das sich in einer sogenannten „Akkretionsscheibe“ auf das Schwarze Loch zuwendet. Sowohl die Jets als auch der heiße Wind stoßen Materie aus dem Strom aus, die sonst zum Wachstum des Schwarzen Lochs beitragen würde.
Chandra hat GRS 1915 mit seinem Spektrographen seit seinem Start im Jahr 1999 elf Mal beobachtet. Diese Studien zeigen, dass der Jet in GRS 1915 periodisch abgewürgt werden kann, wenn ein heißer Wind, der in Röntgenstrahlen zu sehen ist, von der Akkretionsscheibe getrieben wird das schwarze Loch. Es wird angenommen, dass der Wind den Jet zum Stillstand bringt, indem er ihm Materie entzieht, die ihn sonst angetrieben hätte. Umgekehrt kann der Jet wieder auftauchen, sobald der Wind nachlässt.
Die Zuwachsrate ändert sich, aber aufgrund des Zusammenspiels bleibt die Abflussrate konstant.
„Das Schwarze Loch scheint in der Lage zu sein, zu kontrollieren, wie viel Materie es zu einem bestimmten Zeitpunkt verbraucht oder nicht“, sagte der Hauptautor Joseph Neilsen, ein Harvard-Doktorand.
Selbstregulation ist ein häufiges Thema bei der Diskussion supermassereicher Schwarzer Löcher, aber dies ist der erste klare Beweis dafür bei Schwarzen Löchern mit stellarer Masse.
Neilsen sagt, es sei schwer zu widerstehen, dem Verhalten des Schwarzen Lochs einen Eigensinn zuzuschreiben: „Wenn man über Regulierung spricht, impliziert das eine Art Selbstkontrolle“, sagte er. „Wir können sehen, dass es passiert, aber es ist sicherlich nicht klar, warum. Im Moment führen wir es einfach auf ein Verlangen des Schwarzen Lochs zurück.“
Mikroquasare und Quasare unterscheiden sich zwar in der Masse um den Faktor von Millionen, sie sollten jedoch ein ähnliches Verhalten aufweisen, wenn ihre sehr unterschiedlichen physikalischen Maßstäbe berücksichtigt werden.
Die Zeitskala für Verhaltensänderungen eines Schwarzen Lochs sollte proportional zur Masse variieren. Zum Beispiel würde eine stundenlange Zeitskala für Änderungen in GRS 1915 etwa 10.000 Jahren für ein supermassives Schwarzes Loch entsprechen, das eine Milliarde Mal die Masse der Sonne wiegt.
„Wir können nicht hoffen, in einem einzelnen supermassiven Schwarzen Lochsystem mit dieser Detailgenauigkeit zu erforschen“, sagte Koautorin Julia Lee, eine Harvard-Astronomin. „Wir können also enorm viel über Schwarze Löcher lernen, indem wir nur schwarze Löcher mit stellarer Masse wie dieses studieren.“
Die neuen Ergebnisse erscheinen in der Ausgabe des Journals vom 26. MärzNatur.
ÜBER DAS LEAD-BILD: Das optische und infrarote Bild der Digitized Sky Survey zeigt das überfüllte Feld um GRS 1915, das sich in der Nähe der Ebene unserer Galaxie befindet. Der Einschub zeigt eine Nahaufnahme des Chandra-Bildes von GRS 1915, einer der hellsten Röntgenquellen in der Milchstraße. Credits: Röntgen: NASA/CXC/Harvard/J. Neilsenet al. Optisch: Palomar DSS2. Ein Zoom-Video ist verfügbar Hier .
Quellen: NASA , die Naturstudie und ein Interview mit Joseph Neilsen
