Sichtbares Licht aus einem vom Teleskop entdeckten Schwarzen Loch, eine Premiere

Zum ersten Mal haben Astronomen schwaches Flackern von sichtbarem Licht in der Nähe eines Schwarzen Lochs gesehen, sagten Forscher eines internationalen Wissenschaftsteams. Tatsächlich könnte das Licht für jeden mit einem mittelgroßen Teleskop sichtbar sein.



Diese dramatisch variablen Lichtfluktuationen geben Einblicke in die komplexe Art und Weise, wie Materie in Schwarze Löcher wirbeln kann, fügten Wissenschaftler hinzu. Die Forscher veröffentlichten auch a Video vom Licht des Schwarzen Lochs, das von einem Teleskop gesehen wird . In einer Erklärung fügten sie hinzu, dass solches Licht von einem aktiven Schwarzen Loch von einem Beobachter mit einem 20-cm-Teleskop entdeckt werden könnte.



Dieses Standbild aus einem Video von Wissenschaftlern, die das etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernte Schwarze Loch V404 Cygni untersuchen, zeigt sichtbares Licht, das von Sternguckern mit einem mittelgroßen Teleskop gesehen werden könnte.

Dieses Standbild aus einem Video von Wissenschaftlern, die das etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernte Schwarze Loch V404 Cygni untersuchen, zeigt sichtbares Licht, das von Sternguckern mit einem mittelgroßen Teleskop gesehen werden könnte.(Bildnachweis: Michael Richmond/Rochester Institute of Technology)



Alles, was in Schwarze Löcher fällt, kann nicht entkommen, nicht einmal Licht, was den Schwarzen Löchern ihren Namen einbringt. Wenn jedoch Gas- und Staubscheiben auf Schwarze Löcher fallen oder sich auf Schwarze Löcher akkretieren – zum Beispiel, wenn Schwarze Löcher nahe Sterne zerreißen – kann die Reibung innerhalb dieser Akkretionsscheiben sie auf 18 Millionen Grad Fahrenheit (10 Millionen Grad Celsius) oder mehr überhitzen und sie zum Leuchten bringen außergewöhnlich hell. [Die seltsamsten Schwarzen Löcher im Universum]

Wissenschaftler haben vor mehr als 40 Jahren akkreierende Schwarze Löcher in der Milchstraße entdeckt. Frühere Forschungen legten nahe, dass die Akkretionsscheiben Schwarzer Löcher dramatische Auswirkungen auf Galaxien haben können. Zum Beispiel können Plasmaströme, die als relativistische Jets bekannt sind, die aus sich ansammelnden Schwarzen Löchern mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ausspucken, eine ganze Galaxie durchqueren und möglicherweise ihre Entwicklung beeinflussen. Über die Funktionsweise der Akkretion ist jedoch noch vieles unbekannt, da sich Materie auf sehr komplexe Weise verhalten kann, wenn sie sich zu Schwarzen Löchern windet, sagten die Studienleiterin Mariko Kimura, eine Astronomin an der Kyoto University in Japan, und ihre Kollegen.

Um mehr über den mysteriösen Akkretionsprozess zu erfahren, analysierten die Forscher in der neuen Studie V404 Cygni, ein Doppelsystem, das aus einem Schwarzen Loch mit der etwa neunfachen Masse der Sonne und einem Begleitstern besteht, der etwas weniger massereich ist als die Sonne. V404 Cygni liegt etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus, dem Schwan, und besitzt eines der erdnächsten Schwarzen Löcher.



Nach 26 Jahren, in denen das System inaktiv war, entdeckten Astronomen im Jahr 2015 einen Ausbruch von Röntgenstrahlen von V404 Cygni, der etwa zwei Wochen dauerte. Diese Aktivität der Akkretionsscheibe von V404 Cygnis Schwarzem Loch hat es kurzzeitig geschafft eine der hellsten Röntgenquellen im Universum gesehen.

Nach diesem Ausbruch entdeckten die Forscher flackerndes sichtbares Licht von V404 Cygni, dessen Schwankungen über Zeitskalen von 100 Sekunden bis 150 Minuten variierten. Normalerweise überwachen Astronomen Schwarze Löcher, indem sie nach Röntgen- oder Gammastrahlen suchen.

'Wir stellen fest, dass zum ersten Mal Aktivitäten in der Nähe eines Schwarzen Lochs in optischem Licht bei geringer Helligkeit beobachtet werden können', sagte Kimura gegenüber guesswhozoo.com. 'Diese Ergebnisse legen nahe, dass wir physikalische Phänomene, die in der Nähe des Schwarzen Lochs auftreten, mit moderaten optischen Teleskopen ohne hochspezialisierte Röntgen- oder Gammastrahlenteleskope untersuchen können.'



Ein Sternengucker mit einem mittelgroßen Teleskop mit einer Öffnung von 20 cm könnte möglicherweise sichtbares Licht aus der Nähe des Schwarzen Lochs V404 Cygni sehen, das sich etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.

Ein Sternengucker mit einem mittelgroßen Teleskop mit einer Öffnung von 20 cm könnte möglicherweise sichtbares Licht aus der Nähe des Schwarzen Lochs V404 Cygni sehen, das sich etwa 7.800 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.(Bildnachweis: Eiri Ono / Universität Kyoto)

Ein ähnliches variables Flackern wurde in den Röntgenemissionen eines anderen Schwarzen Lochsystems, GRS 1915+105, beobachtet, das sich etwa 35.900 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Aquila, dem Adler, befindet. GRS 1915+105 weist einen hohen Zuwachs auf. Daher schlugen die Forscher zuvor vor, dass das variable Flackern des Systems auf Instabilitäten zurückzuführen ist, die in Akkretionsscheiben auftreten können, wenn sie sehr massiv werden.

Die Akkretionsraten bei V404 Cygni sind jedoch mindestens zehnmal niedriger als bei anderen Schwarzen Lochsystemen mit ähnlichen Schwingungen. Dies deutet darauf hin, dass hohe Akkretionsraten nicht der Hauptfaktor für dieses variable Flackern sind, sagten die Forscher.

Stattdessen stellten die Wissenschaftler fest, dass sowohl in V404 Cygni als auch in GRS 1915+105 die Schwarzen Löcher und ihre Begleitsterne relativ weit voneinander entfernt sind, was die Bildung einer großen Akkretionsscheibe ermöglicht. In so großen Scheiben strömt Materie von der äußeren Scheibe möglicherweise nicht gleichmäßig zur inneren Scheibe in der Nähe des Schwarzen Lochs, sagten die Forscher. Daher vermuten die Forscher, dass die Akkretion dieser Schwarzen Löcher instabil werden und stark schwanken kann. Diese sporadische Aktivität, sagten sie, könnte dann die oszillierenden Lichtmuster dieser Schwarzen Löcher erklären.

Die Wissenschaftler hoffen, dass die weltweite Koordination es künftigen Forschungen ermöglichen wird, die Natur dieser Extremereignisse besser zu verstehen.

'Dank der internationalen Zusammenarbeit konnten wir in unserer Forschung mit 35 Teleskopen an 26 Standorten umfangreiche optische Beobachtungsdaten erhalten', sagte Kimura. 'Wir möchten, dass mehr Leute an optischen Beobachtungen von Schwarzen-Loch-Binärdateien teilnehmen.'

Kimura und ihre Kollegen haben ihre Ergebnisse detailliert beschrieben in der Ausgabe vom 7. Januar der Zeitschrift Nature .

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