Schwarze Löcher mit Sternenmasse, die zwischen dem 7- und 25-fachen der Sonnenmasse liegen, werden als "Mikroquasare" bezeichnet, wenn sie starke Partikel- und Strahlungsstrahlen erzeugen, Miniaturversionen der in Quasaren. Schwarze Löcher mit Sternmasse befinden sich am kleinen Ende der Skala gegenüber supermassiven Schwarzen Löchern, einschließlich solcher in Quasaren, die das Millionen- bis Milliardenfache der Sonnenmasse wiegen.
Die Jets der Mikroquasare könnten nach neuen Forschungen Teil einer Geheimwaffe sein, um ihre zierlichen Figuren zu halten.
Das Chandra-Röntgenobservatorium der NASA entdeckte das Zusammenspiel erstmals in einem berühmten Mikroquasar, der etwa 40.000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Aquila liegt. Dieses System, GRS 1915 + 105 (kurz GRS 1915), enthält ein Schwarzes Loch, das etwa das 14-fache der Sonnenmasse beträgt und Material von einem nahe gelegenen Begleitstern speist. Wenn das Material in Richtung des Schwarzen Lochs wirbelt, bildet sich eine Akkretionsscheibe.
Zwei Harvard-Astronomen enthüllen ein neu entdecktes Tauziehen zwischen den Jets und heißen Winden aus dem Material, das sich in Richtung des Schwarzen Lochs in einer sogenannten "Akkretionsscheibe" windet. Sowohl die Jets als auch der heiße Wind werfen Materie aus dem Strom aus, die sonst zum Wachstum des Schwarzen Lochs beitragen würde.
Chandra mit seinem Spektrographen hat GRS 1915 seit seinem Start im Jahr 1999 elf Mal beobachtet. Diese Studien zeigen, dass der Jet in GRS 1915 periodisch abgewürgt werden kann, wenn ein heißer Wind, der in Röntgenstrahlen gesehen wird, von der Akkretionsscheibe herumgetrieben wird das schwarze Loch. Es wird angenommen, dass der Wind den Jet abschaltet, indem er ihm Materie entzieht, die ihn sonst befeuert hätte. Umgekehrt kann der Jet nach dem Abklingen des Windes wieder auftauchen.
Die Akkretionsrate ändert sich, aber aufgrund des Zusammenspiels bleibt die Abflussrate konstant.
"Das Schwarze Loch scheint in der Lage zu sein, zu kontrollieren, wie viel Materie es zu einem bestimmten Zeitpunkt verbraucht oder nicht", sagte der Hauptautor Joseph Neilsen, ein Harvard-Doktorand.
Selbstregulierung ist ein häufiges Thema bei der Diskussion über supermassereiche Schwarze Löcher, aber dies ist der erste eindeutige Beweis dafür in Schwarzen Löchern mit Sternmasse.
Neilsen sagt, es sei schwierig zu widerstehen, dem Verhalten des Schwarzen Lochs eine Willenskraft zuzuschreiben: "Wenn man über Regulierung spricht, impliziert dies eine Art Selbstkontrolle", sagte er. "Wir können sehen, dass es passiert, aber es ist sicherlich nicht klar, warum. Im Moment führen wir es nur auf ein Verlangen des Schwarzen Lochs zurück. “
Obwohl sich Mikroquasare und Quasare in ihrer Masse um Millionen von Faktoren unterscheiden, sollten sie eine Ähnlichkeit im Verhalten aufweisen, wenn ihre sehr unterschiedlichen physikalischen Skalen berücksichtigt werden.
Die Zeitskala für Verhaltensänderungen eines Schwarzen Lochs sollte proportional zur Masse variieren. Zum Beispiel würde eine einstündige Zeitskala für Änderungen in GRS 1915 ungefähr 10.000 Jahren für ein supermassives Schwarzes Loch entsprechen, das das Milliardenfache der Sonnenmasse wiegt.
"Wir können nicht hoffen, diese Detailebene in einem einzelnen supermassiven Schwarzlochsystem zu erforschen", sagte die Co-Autorin Julia Lee, eine Harvard-Astronomin. "Wir können also eine enorme Menge über Schwarze Löcher lernen, indem wir nur schwarze Löcher mit Sternmasse wie dieses untersuchen."
Die neuen Ergebnisse erscheinen in der Ausgabe der Zeitschrift vom 26. MärzNatur.
ÜBER DAS BLEI-BILD: Das optische und infrarote Bild der Digitalized Sky Survey zeigt das überfüllte Feld um GRS 1915 in der Nähe der Ebene unserer Galaxie. Der Einschub zeigt eine Nahaufnahme des Chandra-Bildes von GRS 1915, einer der hellsten Röntgenquellen in der Milchstraße. Credits: Röntgen: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Optisch: Palomar DSS2. Ein Zoom-Video finden Sie hier.
Quellen: NASA, die Naturstudie und ein Interview mit Joseph Neilsen
