Sie sind besorgt darüber, wie Sie Ihr Schwarzes Loch füttern werden, wenn es erwachsen wird und groß wird? Hab keine Angst. Unter Verwendung neuer Beobachtungen und eines detaillierten theoretischen Modells verglich ein Forscherteam die Eigenschaften des Schwarzen Lochs der Spiralgalaxie M81 mit denen kleinerer Schwarzer Löcher mit Sternmasse. Die Ergebnisse zeigen, dass große oder kleine schwarze Löcher sich ähnlich zu fressen scheinen und eine ähnliche Verteilung von Röntgen-, optischem und Radiolicht erzeugen. Diese Entdeckung stützt die Implikation von Einsteins Relativitätstheorie, dass Schwarze Löcher aller Größen ähnliche Eigenschaften haben.
M81 ist ungefähr 12 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Im Zentrum von M81 befindet sich ein Schwarzes Loch, das etwa 70 Millionen Mal so massereich ist wie die Sonne und Energie und Strahlung erzeugt, wenn es Gas im zentralen Bereich der Galaxie mit hoher Geschwindigkeit nach innen zieht.
Im Gegensatz dazu haben sogenannte Sternmassen-Schwarze Löcher, die etwa zehnmal mehr Masse als die Sonne haben, eine andere Nahrungsquelle. Diese kleineren Schwarzen Löcher erhalten neues Material, indem sie Gas aus einem umlaufenden Begleitstern ziehen. Da sich die größeren und kleineren Schwarzen Löcher in unterschiedlichen Umgebungen mit unterschiedlichen Materialquellen befinden, aus denen sie sich ernähren können, bleibt die Frage offen, ob sie sich auf dieselbe Weise ernähren.
"Wenn wir uns die Daten ansehen, stellt sich heraus, dass unser Modell für das riesige Schwarze Loch in M81 genauso gut funktioniert wie für die kleineren", sagte Michael Nowak vom Massachusetts Institute of Technology. "Alles um dieses riesige Schwarze Loch herum sieht genauso aus, außer dass es fast 10 Millionen Mal größer ist."
Eine der Implikationen von Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie ist, dass Schwarze Löcher einfache Objekte sind und nur ihre Massen und Spins ihre Wirkung auf die Raumzeit bestimmen. Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass sich diese Einfachheit trotz komplizierter Umwelteinflüsse manifestiert.
Das Modell, mit dem Markoff und ihre Kollegen die Schwarzen Löcher untersuchten, enthält eine schwache Materialscheibe, die sich um das Schwarze Loch dreht. Diese Struktur würde hauptsächlich Röntgenstrahlen und optisches Licht erzeugen. Eine Region mit heißem Gas um das Schwarze Loch würde größtenteils in ultraviolettem und Röntgenlicht gesehen werden. Ein großer Beitrag sowohl zum Radio- als auch zum Röntgenlicht kommt von Jets, die vom Schwarzen Loch erzeugt werden. Daten mit mehreren Wellenlängen werden benötigt, um diese überlappenden Lichtquellen zu entwirren.
Unter den aktiv fütternden Schwarzen Löchern ist das in M81 eines der dunkelsten, vermutlich weil es „unterernährt“ ist. Aufgrund seiner relativen Nähe ist es jedoch eines der hellsten von der Erde aus gesehen, sodass qualitativ hochwertige Beobachtungen möglich sind.
"Es scheint, als wären die unterernährten Schwarzen Löcher in der Praxis am einfachsten, vielleicht weil wir näher am Schwarzen Loch sehen können", sagte Andrew Young von der Universität Bristol in England. "Sie scheinen sich nicht allzu sehr darum zu kümmern, woher sie ihr Essen beziehen."
Diese Arbeit sollte nützlich sein, um die Eigenschaften einer dritten, unbestätigten Klasse vorherzusagen, die als Schwarze Löcher mit mittlerer Masse bezeichnet wird, wobei die Massen zwischen denen von stellaren und supermassiven Schwarzen Löchern liegen. Einige mögliche Mitglieder dieser Klasse wurden identifiziert, aber die Beweise sind umstritten. Daher sollten spezifische Vorhersagen für die Eigenschaften dieser Schwarzen Löcher sehr hilfreich sein.
Zusätzlich zu Chandra wurden drei Funkarrays (das Riesen-Meterwave-Radioteleskop, das Very Large Array und das Very Long Baseline Array), zwei Millimeter-Teleskope (das Plateau de Bure-Interferometer und das Submillimeter-Array) und das Lick Observatory in der Optik verwendet M81 überwachen.
Die Ergebnisse dieser Studie werden in einer kommenden Ausgabe des Astrophysical Journal veröffentlicht.
Nachrichtenquelle: Chandra-Website der NASA
