Die Musik der Schwarzen Löcher und der Zusammenstoß der Welten

Autor: Uliana S

Die Musik der Schwarzen Löcher und der Zusammenstoß der Welten-1
Röntgen: NASA/CXC/INAF-IRA/A. Botteon et al.; Infrarot: UKIDSS-GPS ; Radio: ASTRON/LOFAR; Bildbearbeitung: NASA/CXC/SAO/N. Wolk.

In den Tiefen des Kosmos, fast direkt hinter dem dichten Schleier der Milchstraße, wo Sterne, Gas und Staub unserer Galaxie ferne Objekte normalerweise vor irdischen Augen verbergen, haben Astronomen eine seltsame Struktur entdeckt. Sie erinnert an ein musikalisches Zeichen – einen Violinschlüssel, oder Treble Clef. Diese Radioguelle, hell und fadenförmig, blieb lange ein Rätsel. Nun haben die Daten des Röntgenobservatoriums Chandra der NASA zusammen mit anderen Instrumenten ihre Geschichte enthüllt.

Die Struktur befindet sich in der Zone der Vermeidung – einem Himmelsbereich, in dem die Ebene unserer Galaxie die Sicht verdeckt. Früher hielt man sie für einen Pulsar, später vermutete man einen Zusammenhang mit einem fernen Galaxienhaufen. Ein Team unter der Leitung von Andrea Botteon vom italienischen Nationalinstitut für Astrophysik nutzte Chandra und das europäische Teleskop eROSITA. Sie sahen ausgedehntes heißes Gas mit einer Temperatur von Millionen Grad. Es handelte sich nicht um einen, sondern um zwei Galaxienhaufen, die zusammengestoßen sind und sich weiterhin bewegen.

Galaxienhaufen gehören zu den größten Strukturen des Universums. In jedem befinden sich Hunderte von Galaxien, eingebettet in riesige Reservoire überhitzten Plasmas. Ihr Zusammenstoß erzeugt Stoßwellen, ähnlich den Schallmauern von Überschallflugzeugen. Die Analyse der Chandra-Röntgendaten zeigte: Das Gas ist insgesamt symmetrisch, doch nach Abzug dieser Symmetrie bleibt eine helle Strahlung an den Seiten und eine schwächere im Zentrum übrig. Das deutet darauf hin, dass der Zusammenstoß entlang einer Linie „von links nach rechts“ auf den Bildern verlief. Der direkte Zusammenstoß ereignete sich vor einigen hundert Millionen Jahren, und nun driften die Haufen auseinander.

Die Radiodaten des europäischen Teleskopnetzwerks LOFAR zeichneten den „Violinschlüssel“ selbst in roter Farbe. Infrarotbeobachtungen des britischen Teleskops UKIRT fügten Details von Sternen und Galaxien hinzu. Das zusammengesetzte Bild vereint all dies: Blau und Violett stehen für heißes Gas, Rosa für die Radiostruktur, weiße Punkte für Sterne.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass der Treble Clef in zwei Etappen entstand. Zunächst schleuderte ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum eines der Haufen Wolken geladener Teilchen und Magnetfelder nahezu mit Lichtgeschwindigkeit aus. Diese Teilchen leuchteten im Radiobereich auf und erzeugten eine helle Strahlung. Mit der Zeit verloren sie Energie, und das Signal verblasste. Dann komprimierte der Zusammenstoß der Haufen diese Teilchen und beschleunigte sie erneut. Stoßwellen spielten wahrscheinlich eine Schlüsselrolle dabei, die Quelle „wiederzubeleben“. Solche Objekte nennt man Radiophönixe – sie leuchten nach langer Ruhe erneut auf.

Die Ergebnisse dieser Arbeit sind ausführlich in dem wissenschaftlichen Artikel „The Treble Clef radio phoenix and its old nonthermal filaments“ dargelegt, der von einer internationalen Forschergruppe unter der Leitung von Andrea Botteon erstellt wurde. Die erste Version des Preprints erschien am 7 Juli 2026 auf arXiv, und am 5 Oktober kam eine aktualisierte Fassung heraus. Der Artikel wurde zur Veröffentlichung in der renommierten Zeitschrift Astronomy & Astrophysics angenommen. Die Autoren charakterisierten erstmals detailliert die Eigenschaften des Mutterhaufens – seine Rotverschiebung, Masse, Temperatur, Röntgenleuchtkraft und seinen dynamischen Zustand. Sie führten außerdem eine Mehrfrequenz-Spektralanalyse der fadenförmigen Radioguelle durch, wobei sie Daten von LOFAR und nachfolgende Beobachtungen mit dem verbesserten riesigen Meterwellen-Radioteleskop uGMRT nutzten. Das Fazit ist eindeutig: Es handelt sich um einen Radiophönix, der zu einem massereichen verschmelzenden Galaxiensystem in der Zone der Vermeidung gehört. Die komplexe Morphologie wird den Forschern zufolge durch Gasbewegungen im intergalaktischen Medium während der Verschmelzung geformt; dieselben Prozesse erzeugten wahrscheinlich auch den Kandidaten für ein Radiogalo, der im Zentrum des Haufens kaum erkennbar ist. Das Spektrum der Quelle ist extrem steil – der Steilheitsindex übersteigt 4 zwischen 400 und 650 MHz, was sie für künftige Beobachtungen bei sehr niedrigen Frequenzen mit LOFAR 2.0 besonders interessant macht.

Die Form, die einem Violinschlüssel ähnelt, ist reiner Zufall – eine Erscheinung der Pareidolie, bei der das Gehirn in chaotischen Daten vertraute Umrisse erkennt. Es gibt keinen wissenschaftlichen Zusammenhang mit Musik, doch die Übereinstimmung ist verblüffend.

All dies geschieht in Maßstäben, die man sich kaum vorstellen kann. Zwei gigantische Haufen, jeder mit der Masse von Hunderten Billionen Sonnen, stoßen über Entfernungen von Millionen Lichtjahren zusammen. Ein Schwarzes Loch, dessen Masse eine Milliarde Sonnenmassen übersteigen kann, schleudert Materie aus, und dann entfacht eine kosmische Katastrophe sie erneut. Wir sehen nur die Nachklänge von Ereignissen, die vor Hunderten Millionen Jahren stattfanden. Röntgen- und Radiowellen dringen durch den Staub der Milchstraße und erreichen uns, indem sie von Prozessen erzählen, die die großräumige Struktur des Universums formen.

Solche Entdeckungen erinnern daran, wie komplex und verbunden der Kosmos ist. Heißes Gas, Magnetfelder, fast bis an die Grenze beschleunigte Teilchen, Stoßwellen und Gravitation – alles wirkt zusammen und erschafft Strukturen, die uns beinahe künstlerisch erscheinen. Wir leben in einer Welt, in der selbst in den verborgensten Winkeln des Himmels gewaltige Ereignisse stattfinden und Instrumente wie Chandra sie sichtbar machen können. Das Universum setzt seine stille, aber ungemein mächtige Symphonie fort, und wir beginnen gerade erst, einzelne ihrer Töne zu hören.

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Quellen

  • Astronomy & Astrophysics journal

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