Schwarze Löcher sind nicht die stillen Staubsauger der Science-Fiction. Sie sind chaotisch. Mit Gewalt.
Astronomen haben mit dem Very Large Telescope (VLT) einen seltenen Einblick in dieses Chaos eingefangen. Das Subjekt ist Swift J1727.8-1613, ein System, das sich etwa 8.800 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Dieses spezielle Schwarze Loch erlebte im Jahr 2023 einen Fressrausch. Es wurde zu einer der hellsten Röntgenquellen, die von unserem Planeten aus sichtbar sind.
Aber hier ist die Wendung. Die Nachwirkungen waren nicht ruhig. Es war windig.
Warum Schwarze Löcher weniger effiziente Fresser sind, als wir dachten
Die gängige Annahme ist, dass Schwarze Löcher Gruben ohne Boden sind. Materie fällt hinein. Das Licht geht aus. Spiel vorbei.
Die Daten zu Swift J1727.8–1613 stimmen nicht überein.
Ein Team unter der Leitung von Noel Castro Segura von der University of Warwick beobachtete, wie diesem Schwarzen Loch ein Begleitstern entzogen wurde. Sie erwarteten, dass alles in den Ereignishorizont gesaugt würde. Stattdessen sahen sie ein komplexes Verdauungssystem am Werk. Etwas Material wurde gefressen. Ein großer Teil davon wurde mit hoher Geschwindigkeit zurück in den Weltraum geschleudert.
„Was wir sehen, ist viel mehr als nur ein Verschlucken. Materie fällt hinein, das System verarbeitet die Materie und eine überraschende Menge wird wieder ausgestoßen.“
Das Team fand etwas, das nicht intuitiv war. Die größten Abflüsse ereigneten sich, als der Hunger des Schwarzen Lochs tatsächlich geringer war als bisher angenommen. Es ist, als ob jemand eine Mahlzeit beendet, indem er die Hälfte des Essens an die Wand wirft.
Wenn Schwarze Löcher nicht einmal ihre Mahlzeiten behalten können, was bedeutet das dann für die Entwicklung von Sternen?
Beobachten Sie, wie sich die Akkretionsscheibe im Laufe der Zeit verändert
Die meisten Studien betrachten einen einzelnen Moment. Eine Explosion. Ein Blitz. Dann schauen sie weg.
Segura und ihre Kollegen hörten nicht auf. Sie sahen in Echtzeit zu, wie sich das System veränderte. Sie sahen sich den „Film“ über die Nahrungsaufnahme eines Schwarzen Lochs an.
So sieht das physisch aus:
1. Ein Stern kommt zu nahe.
2. Die Schwerkraft des Schwarzen Lochs zerreißt es.
3. Die Sternmaterie fällt nicht direkt hinein. Sie hat einen Drehimpuls.
4. Es wirbelt in einer Struktur herum, die Akkretionsscheibe genannt wird.
Die Scheibe überhitzt. Es leuchtet. Reibung und Gezeitenkräfte kochen es.
Als das Schwarze Loch Plasmastrahlen ausstieß, veränderte die Akkretionsscheibe selbst ihre Form. Es hat sich verzogen. Es hat sich angepasst. Der Zusammenhang zwischen der fallenden Materie und den ausbrechenden Jets besteht nicht nur aus Ursache und Wirkung. Es ist eine Feedbackschleife. Das System spricht mit sich selbst.
Und als der Fressrausch aufhörte? Der Wind hörte damit nicht auf.
Dichtes Gas strömte weiter aus. Das Schwarze Loch verlor immer wieder Masse. Die Forscher vermuten, dass die Gesamtmenge des in den Weltraum zurückgeschleuderten Materials der tatsächlich verbrauchten Menge entsprechen könnte. Die Hälfte der Mahlzeit ging verloren. Halb aufgegessen.
Wie der Jet-Ausstoß die Modelle der Sternentwicklung verändert
Hier geht es nicht nur um ein schwarzes Loch. Es geht darum, wie wir den Lebenszyklus von Doppelsternen in Galaxien berechnen.
Wenn die Hälfte der Materie ausgestoßen statt angesammelt wird, wachsen Schwarze Löcher weitaus weniger effizient, als unsere aktuellen Modelle annehmen. Das verändert die Mathematik. Es verändert die Zeitpläne.
Kyle Solomons, ein Doktorand an der Universität Kapstadt, der an der Studie beteiligt war, wies darauf hin, dass wir uns normalerweise nur die Vorgruppe ansehen.
„Normalerweise tendieren wir zum dramatischen Feuerwerk … aber unsere Beobachtungen zeigen, dass das Finale der intensive Teil sein kann.“
Die „kosmische Verdauungsstörung“ von Swift J1727.5–1613 liefert das klarste Bild, das wir je von diesem Prozess hatten. Es geht nicht nur darum, dass die Schwerkraft Dinge anzieht. Es geht auch darum, dass der Druck Dinge herausdrückt.
Das Schwarze Loch hat nicht nur gefressen. Es erstickte. Und es spuckte es in der ganzen Nachbarschaft aus.
Was passiert also mit den ausgeschleuderten Sternentrümmern? Bildet es neue Sterne? Oder driftet es einfach ins Leere? Wir wissen es noch nicht. Aber jetzt wissen wir, dass das Schwarze Loch versucht hat, es zu behalten. Fehlgeschlagen. Und versuchte es weiter.
