150.000 km/s: Schwarzes Loch feuert gewaltige Plasmaströme

Forscher haben die Energie der Plasmaströme des Schwarzen Lochs Cygnus X-1 bestimmt. Die Jets erreichen die halbe Licht­ge­schwin­dig­keit und leuchten so hell wie zehntausend Sonnen. Als Mess­ins­trument dienten die Sternwinde eines Begleitsterns.

Energie von 10.000 Sonnen entfesselt

Ein internationales Forscherteam hat die Leistung der Plasmaströme des Schwarzen Lochs Cygnus X-1 (exakt) bestimmt. Das rund 7000 Lichtjahre entfernte System stößt sogenannte Jets aus. Deren Energie entspricht der Leuchtkraft von 10.000 Sonnen. Die Beobachtungen gelangen durch ein weltweites Netzwerk aus Radioteleskopen. Das bietet neue Einblicke in die Funktionsweise derart massereicher kosmischer Objekte.

Cygnus X-1 bildet mit einem Blauen Überriesen einen Doppelstern. Das Schwarze Loch zieht kontinuierlich Materie von seinem Begleiter an. Ein Teil des Materials verschwindet hinter dem Ereignishorizont. Starke Magnetfelder schleudern den Rest als gebündelte Plasmastrahlen ins All. Die ausgestoßene Materie erreicht dabei Geschwindigkeiten von rund 150.000 Kilometern pro Sekunde. Das entspricht etwa der halben Lichtgeschwindigkeit.


Wie die Wissenschaftler in einer im Fachmagazin Nature Astronomy veröffentlichten Studie erklären, nutzten sie die Sternwinde des Begleitsterns als Messinstrument. Der Blaue Überriese verliert enorme Mengen an Masse durch schnelle Winde. Die Winde treffen auf die Jets des Schwarzen Lochs und lenken sie messbar ab. Durch die Analyse der Verbiegungen ließ sich die kinetische Energie berechnen.

Modelle für Galaxienentwicklung

Die Messungen zeigen, dass etwa zehn Prozent der Energie bei der Beschleunigung der Materie in die Jets fließen. Der Wert dient künftig als Basis für Computersimulationen, welche die Entstehung des Universums nachbilden. Astrophysiker untersuchen, inwiefern energiereiche Auswürfe von Schwarzen Löchern die Entwicklung ganzer Galaxien formen.

Cygnus X-1 gehört zu den am intensivsten erforschten Röntgenquellen am Himmel. Das System wurde im Jahr 1964 entdeckt und war Gegenstand einer bekannten Wette zwischen den Physikern Stephen Hawking und Kip Thorne. Die nun veröffentlichten Daten erweitern das Verständnis darüber, wie Schwarze Löcher ihre direkte Umgebung verändern und thermische Energie im interstellaren Raum verteilen.

Die neue Methode bietet den Vorteil, momentane Leistungswerte anstelle langfristiger Durchschnitte zu erfassen. Ein Nachteil bleibt die Abhängigkeit von theoretischen Annahmen. Sollten die bisherigen Modelle zur Dichte der Sternwinde fehlerhaft sein, würde das die berechnete Leistung verfälschen. Weitere Beobachtungen sollen zeigen, ob sich die Ergebnisse auf andere Himmelskörper übertragen lassen.

Wie bewertet ihr die neuen Erkenntnisse aus der Astrophysik? Teilt eure Gedanken zu den gewaltigen Kräften im Universum gerne mit uns in den Kommentaren!


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