Warum heiße Materie nicht zwangsläufig verloren ist
Das Gammastrahlenweltraumteleskop Integral der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) hat extrem heiße Materie nur eine Millisekunde, bevor sie in einem schwarzen Loch verschwand, ausmachen können. Doch ist die Materie nun dahin? Die Astronomen sind der Ansicht, dass ein Teil der Materie womöglich davon kommt. Nach Ansicht der Experten würde die Nähe zu einem schwarzen Loch Jeden ins Schwitzen bringen. Partikel und Strahlung gibt es im Weltraum reichlich, und riesige Partikelstürme sind nahe der Lichtgeschwindigkeit hoffnungslos verloren. Ergebnis ist ein wahrer Temperaturschub um Millionen von Grad. Unter normalen Bedingungen passieren Partikel die letzte Distanz in nur einer Millisekunde. Ein winziger Teil von ihnen jedoch könnte "verschont" bleiben. Anhand der neusten Integral-Beobachtungen konnten die Wissenschaftler nun feststellen, dass diese chaotische Region durch magnetische Felder bedroht ist. Zum ersten Mal überhaupt konnten Astronomen magnetische Felder in der Nähe eines schwarzen Lochs aufspüren. Integral zeigt, dass hoch strukturierte magnetische Felder einen Fluchttunnel für einige dem Tode geweihte Partikel bilden. Philippe Laurent vom Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay (CEA Saclay) in Frankreich und seine Kollegen machten diese Entdeckung bei ihrer Untersuchung eines nahe gelegenen schwarzen Lochs, Cygnus X-1, das einen Begleitstern in Stücke zerreißt und das Gas von ihm abzieht. Ihre Arbeit zeigt, dass das magnetische Feld so stark ist, dass es Partikel weg von der Anziehungskraft des schwarzen Lochs leiten kann. So wird ein Teil der Materie in einem Jet ins Weltall geschleudert. Wie die Forscher erklären, werden die Partikel in diesen Jets durch die magnetischen Felder in spiralförmige Flugbahnen und so in Richtung Freiheit gezwungen. Dies hat Auswirkungen auf die Eigenschaften ihres Gammastrahlenlichts, was Experten Polarisation nennen. Ein Gammastrahl ist eine Welle, deren Richtung als Polarisation bekannt ist. Schnelle Partikel, die sich spiralförmig in einem magnetischen Feld bewegen, generieren eine Art Licht, das "Astronomen "Synchrotron-Emission" nennen und das ein charakteristisches Polarisationsmuster zeigt. Und diese Polarisation haben die Forscher in den Gammastrahlen entdeckt. Und das war kein einfaches Unterfangen. "Wir mussten fast jede Beobachtung von Cygnus X-1, die je von Integral ausgeführt worden ist, verwenden, um diese Entdeckung zu machen", erläutert Dr. Laurent. Wiederholte Beobachtungen des schwarzen Lochs über einen Zeitraum von 7 Jahren führten zu über 5 Millionen Sekunden Beobachtungszeit, was einer Belichtungsdauer von über 2 Monaten entspricht. Das Team trug all diese Beobachtungen zusammen, um diese Belichtung zu generieren. "Wir wissen immer noch nicht genau, wie aus der einfallenden Materie Jets werden. Unter den Theoretikern wird darüber viel diskutiert. Diese Beobachtungen könnten sich nun hilfreich für eine Entscheidung der Debatte erweisen", erklärt Dr. Laurent. In der Vergangenheit identifizierten die Forscher Jets um schwarze Löcher mithilfe von Radioteleskopen. So konnten sie das schwarze Loch jedoch nicht detailliert genug betrachten, um zu bestimmen, wie nahe am schwarzen Loch die Jets entstehen. Und genau darin unterscheidet sich diese Studie. "Diese Entdeckung der polarisierten Emission aus einem schwarzen Loch ist ein einzigartiges Ergebnis, das demonstriert, dass Integral, welches das Hochenergieband des breiten Spektrums wissenschaftlicher Missionen der ESA abdeckt, noch über acht Jahre nach seinem Start wichtige Erkenntnisse liefert", kommentiert Christoph Winkler, Spezialist für das Integral-Projekt bei der ESA.Weitere Informationen unter: Europäische Weltraumorganisation (ESA): http://www.esa.int/esaCP/index.html Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay: http://www.cea.fr/le_cea/les_centres_cea/saclay
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