Statistische Analysen von supermassiven Schwarzen Löchern deuten darauf hin, dass die Rotation des Schwarzen Lochs eine Rolle bei der Erzeugung gewaltiger Hochgeschwindigkeitsjets spielen könnte, die Radiowellen und andere Strahlung emittieren.
Schwarze Löcher absorbieren Licht und alle anderen Strahlungsformen, weshalb sie unmöglich direkt nachzuweisen sind. Aber die Auswirkungen von Schwarzen Löchern können enorme Mengen Energie in ihrer Nähe freisetzen, insbesondere ihre Akkretionsscheiben, wo Materie aufgeheizt wird, während sie auf das Schwarze Loch zuspiralt. Die Akkretionsscheiben um supermassive Schwarze Löcher (das sind Schwarze Löcher mit Millionen Sonnenmassen oder mehr) gehören zu den hellsten Objekten im Universum. Diese Objekte werden als quasi-stellare Radioquellen oder Quasare bezeichnet. Allerdings ist das missverständlich, weil nur etwa zehn Prozent der Quasare tatsächlich große Mengen Radiowellen emittieren.
Wir wissen jetzt, dass „radiolaute“ Quasare entstehen, wenn ein Teil der Materie in der Akkretionsscheibe den endgültigen Sturz in das Schwarze Loch vermeiden kann und durch die Hochgeschwindigkeitsjets entlang der Rotationsachse des Schwarzen Lochs wieder in den Weltraum katapultiert wird. Aber wir verstehen noch nicht, warum sich manchmal Jets bilden und manchmal nicht.
Ein Team unter Leitung von Dr. Andreas Schulze vom National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) untersuchte die Möglichkeit, dass die Rotation des supermassiven Schwarzen Lochs eine Rolle bei der Entstehung der Hochgeschwindigkeitsjets spielen könnte. Weil Schwarze Löcher nicht direkt beobachtet werden können, maß Schulzes Team stattdessen die Emissionen von Sauerstoffionen (O III) in der Umgebung des Schwarzen Lochs und in der Akkretionsscheibe. Auf diese Weise bestimmten sie die Strahlungseffizienz, also wie viel Energie die Materie freisetzt, während sie in das Schwarze Loch stürzt. Aus der Strahlungseffizienz konnten die Wissenschaftler die Rotation des Schwarzen Lochs im Zentrum berechnen.
Anhand der Analyse von fast 8.000 Quasaren im Sloan Digital Sky Survey stellte Schulzes Team fest, dass die OIII-Emissionen bei radiolauten Quasaren im Durchschnitt 1,5 Mal stärker sind als bei radioleisen Quasaren. Das deutet darauf hin, dass die Rotation ein wichtiger Faktor bei der Erzeugung der Jets ist.
„Unser Ansatz stützt sich wie andere Ansätze auf eine Reihe grundlegender Voraussetzungen. Unsere Ergebnisse bedeuten sicher nicht, dass die Rotation der einzige Faktor zur Unterscheidung zwischen radiolauten und radioleisen Quasaren sein muss. Die Ergebnisse sprechen aber dafür, dass wir die Rotation als Faktor nicht ausschließen sollten. Sie könnte die ‚Lautstärke‘ dieser fernen Materie ansammelnden Monster bestimmen“, erklärte Schulze.
Diese Ergebnisse wurden im November 2017 in der Studie mit dem Titel „Evidence for Higher Black Hole Spin in Radio-loud Quasars“ im Astrophysical Journal veröffentlicht.
(THK)
Antworten