Röntgenausbruch im Zentrum der Milchstraße

Abstract

Kürzlich gelang es amerikanischen Astrophysikern, mithilfe des Röntgen-Satelliten Chandra ein plötzliches Ansteigen von Röntgenstrahlung der Energie 2–8 keV im Zentrum der Milchstraße zu beobachten [1]. Dieser Strahlungsausbruch unterstützt die Vermutung, dass sich im Zentrum der Milchstraße ein super-massives Schwarzes Loch (massive black hole; MBH) befindet. Schon seit Anfang der 60er Jahre vermutet man, dass die Radioquelle Sagittarius A* (SgrA*) im Zentrum unserer Milchstraße mit einem solchen MBH assoziiert ist. In einer Entfernung von 8 kpc weist diese Quelle, in der Radiostrahlung durch beschleunigte Elektronen entsteht (Synchrotronstrahlung), einen Durchmesser von weniger als 1,5 × 1011 m (das entspricht dem Abstand Erde-Sonne) und eine nicht messbare Eigenbewegung von weniger als 20 km/s auf. Das heißt: Sie ist sehr kompakt und besitzt im Vergleich zu den sie umgebenden Sternen eine sehr große Masse. Die Helligkeit bezieht SgrA* vermutlich durch das „Aufsaugen“ von Materie (Akkretion). Dabei wird in sehr effizienter Form Gravitationsenergie in Strahlungsenergie umgewandelt. Die Analyse stellarer Eigenbewegungen in unmittelbarer Nähe von SgrA* sowie der Nachweis von Bahnkrümmungen für die innersten Sterne lässt auf eine Masse von etwa 3 Millionen Sonnenmassen (M ) schließen [2]. Bei einer Dichte größer als 4 × 1012 M pc–3 kann diese Masse nur in Form eines Schwarzen Lochs vorliegen.1) Die trotz dieser Massenanhäufung geringe Leuchtkraft ergab bisher ein Szenario, in dem ein Schwarzes Loch zwar vorhanden ist, sich jedoch in einer extrem ruhigen Phase befindet. Dies entweder weil die gegenwärtige Akkretionsrate zu gering oder die Akkretion selbst extrem strahlungsineffizient ist. Theoretische Modelle, die die bisherigen Messungen erklären, sind in einem kürzlich erschienenen Übersichtsartikel zusammengefasst [3]. SgrA* ist bisher nur eindeutig im Röntgenund Radiobereich nachgewiesen worden. Eine FourierAnalyse der z. T. 100%-igen Variation der Radioflussdichte der vergangenen 20 Jahre hat eine 106-tägige Quasiperiodizität ergeben [4]. Im Röntgenbereich wurde mit dem Chandra-Satelliten zum ersten mal im September 1999 eine Quelle nachgewiesen, deren Position innerhalb der Messfehler ( 0,35") mit der von SgrA* übereinstimmt und daher mit ihr identifiziert wurde [5]. Wie im Radiobereich erwartet man auch im Röntgenlicht messbare Schwankungen in der Strahlungsleistung. Während der Messung 1999 zeigte SgrA* eine nur unscheinbare Flussdichteerhöhung geringer Signifikanz. Dieser Befund hat sich nun bei einer zweiten Beobachtung im Oktober 2000 dramatisch geändert. Während dieser 10-