22.03.2010 —

Röntgen-Dopelsternsysteme stehen seit langem im Fokus der Astronomen. Das Besondere an solchen Partnersystemen aus einem gewöhnlichen Stern und einem Schwarzen Loch (oder einem Neutronenstern) ist, dass es zwischen beiden Objekten üblicherweise zu einem Gasfluss kommt. Das aufgeheizte Gas versammelt sich als Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch; starke magnetische Felder sorgen dann dafür, dass Teile des Gases in Form eines hochenergetischen, stark gebündelten Materiestrahls – einem „Jet“ – in den Weltraum gefeuert wird. Durch diese Konstellation entsteht eine charakteristische Röntgenstrahlung, anhand der die Astronomen solche Systeme identifizieren.

Astronomen ist es nun erstmals gelungen, die Anteile der Strahlung aus der Akkretionsscheibe und des Jets zu trennen; Als es im Jahr 2000 zu einem Strahlungsausbruch im Röntgen-Doppelstern XTE J1550-564 kam, wurden mit Hilfe des Rossi X-Ray Timing Explorer Daten im infraroten, optischen und im Röntgenstrahlungsbereich aufgezeichnet. Das System ist 17.000 Lichtjahre von der Erde und befindet sich im Sternbild Stier. Bei ihrer Untersuchung fanden die Forscher Überraschendes: Praktisch die gesamte Röntgenstrahlung des Systems wird in dessen Jet erzeugt, und nicht in der Akkretionsscheibe. Dieses Resultat liegt im Widerspruch zu bisherigen, in theoretischen Modellen gewonnenen Erkenntnissen. Robert Dunn, Wissenschaftler am Münchner Exzellenzcluster Universe, steuerte eine Analyse der Röntgendaten des Rossi X-Ray Timing Explorer bei. Die Arbeit wird in einer der kommenden Ausgaben von The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) veröffentlicht.

Künstlerische Darstellung des Rossi X-Ray Timing Explorer // Quelle: CXC/M.Weiss 

Dave Russell von der Universität von Amsterdam und seine Kollegen beobachteten die gesamte zeitliche Entwicklung der Quelle. Seit der Entdeckung der ersten Röntgen-Doppelsterne herrscht in der Fachwelt eine angeregte Diskussion über die genaue Herkunft der emittierten Röntgenstrahlung. Die Forscher weisen darauf hin, dass ihrem Ergebnis zufolge der Energieausstoß des Jets weit größer ist als bisher angenommen. Die gerade veröffentlichte Arbeit sei ein wichtiger Schritt bei der Untersuchung der Röntgen-Doppelsterne. Als nächstes gelte es nun zu prüfen, durch welchen Mechanismus und wo genau die Strahlung erzeugt werde.

„Diese Erkenntnisse zu den Emissionsprozessen von Jets werden eine wichtige Rolle bei künftigen Untersuchungen von Schwarzen Löchern spielen“, erklärt Robert Dunn. „Mit den neuen Daten können Wissenschaftler die bisherigen theoretischen Modelle verbessern. Wir werden also genauer verstehen können, wie sich ähnliche Jets aus super-massereichen Schwarzen Löchern verhalten und die Entwicklung von Galaxien beinflussen.“

Link zur Originalpublikation : http://arxiv.org/abs/1002.3729