Ein Schwarzes Loch, fast 8.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und neunmal so groß wie unsere Sonnenmasse, wurde kürzlich beim Schlürfen eines Nachbarsterns gefangen. Während dieses Sternfestes zeigte das Objekt Astronomen etwas, was noch nie zuvor in Schwarzen Löchern gesehen worden war.
Während das Schwarze Loch Gas vom Stern in eine umlaufende Wolke saugte, die als Akkretionsscheibe bezeichnet wird, spuckte es Hochgeschwindigkeitsplasmastrahlen in alle Richtungen aus. Das Füttern von Schwarzen Löchern stößt jedoch normalerweise geordnete Plasmastrahlen in nur eine Richtung aus, berichteten Wissenschaftler in einer neuen Studie.
Darüber hinaus wechselten die Jets schnell die Richtung, "auf einer Zeitskala von Minuten bis Stunden", schrieben die Wissenschaftler in ihrer Studie, die heute (29. April) online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Sie fanden heraus, dass sich die Mitte der Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs wie ein Donut aufgeblasen hatte und auf die Seite gekippt war und sich aus dem Gleichgewicht drehte. Und als es sich drehte, zog die Scheibe die Düsen mit sich herum, so die Studie.
"Dies ist eines der außergewöhnlichsten Schwarzlochsysteme, die mir je begegnet sind", sagte der leitende Studienautor James Miller-Jones, Associate Professor an der Curtin University in Australien, in einer Erklärung. Die Studie wurde am australischen Internationalen Zentrum für Radioastronomieforschung (ICRAR) durchgeführt.
Wissenschaftler entdeckten dieses Schwarze Loch und seinen Begleitstern nach einer explosiven Strahlungsfreisetzung im Jahr 1989, sagten Miller-Jones und seine Kollegen. Das kosmische Paar, das sich in der Cygnus-Konstellation etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, wurde als V404 Cygni bezeichnet.
Dann, im Jahr 2015, begann V404 Cygni in einem massiven Ausbruch, der zwei Wochen dauerte, Strahlung auszuspucken. Dies bot Astronomen auf der ganzen Welt die Möglichkeit, "erstaunliche Beobachtungsberichte" zu erfassen, sagte Miller-Jones in der Erklärung.
Für die neue Studie untersuchten die Forscher Daten, die vom Very Long Baseline Array gesammelt wurden, einem Netzwerk von 10 Radioteleskopschalen, die sich über Tausende von Kilometern von Hawaii bis zu den US-amerikanischen Jungferninseln erstrecken. Radioteleskope erzeugen normalerweise ein Bild aus mehreren Stunden Beobachtung, aber die aus V404 ausgestoßenen Jets änderten sich so schnell, dass eine 4-stündige Belichtung nur eine Unschärfe zeigte, sagte der Co-Autor der Studie, Alex Tetarenko, ein Postdoktorand der Astrophysik am Ostasiatischen Observatorium in Hilo, Hawaii.
Um diese Unschärfe zu korrigieren, haben Astronomen 103 Bilder aufgenommen, die jeweils etwa 70 Sekunden lang belichtet wurden. Dies ergab, dass der innerste Teil der Akkretionsscheibe, der einen Durchmesser von mehr als 10 Millionen Kilometern hat, durch intensive Strahlung aufgeblasen wurde, die durch die schnelle Fütterung des Schwarzen Lochs erzeugt worden war.
Die Forscher glauben, dass das Schwarze Loch einen "Kick" von der Supernova-Explosion seines Begleitsterns erhalten hat. Als sich der Donut drehte, änderte sich seine Ausrichtung und die starke Schwerkraft des Schwarzen Lochs riss die Jets für die Fahrt mit sich und ließ sie in alle Richtungen nach außen fliegen.
Diese Entdeckung liefert neue Einblicke in Akkretionsscheiben und die damit verbundenen Plasmastrahlen, die entstehen, wenn Schwarze Löcher Sterne verschlingen, sagte die Co-Autorin der Studie, Gemma Anderson, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin der ICRAR-Gruppe der Curtin University, in der Erklärung. Andere Arten extremer kosmischer Episoden könnten ebenfalls das Gleichgewicht des Spin einer Akkretionsscheibe stören. Dazu könnten "supermassive Schwarze Löcher, die sich sehr schnell ernähren, oder Gezeitenstörungsereignisse gehören, wenn ein Schwarzes Loch einen Stern zerfetzt", sagte Anderson.
