Astronomie: Erstes Bild von zwei sich umkreisenden schwarzen Löchern
Einem internationalen Forscherteam(öffnet im neuen Fenster) ist es gelungen, zwei sich gegenseitig umkreisende supermassereiche schwarze Löcher im Zentrum des Quasars OJ 287 abzubilden. Bei Quasaren handelt es sich um extrem helle Galaxienkerne, deren Licht entsteht, wenn ein supermassereiches schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie das kosmische Gas und den Staub um sich herum verschlingt.
OJ 287 befindet sich im Sternbild Krebs und ist etwa fünf Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. "Der Quasar OJ 287 ist so hell, dass er sogar von Amateurastronomen mit privaten Teleskopen beobachtet werden kann" , erklärte Mauri Valtonen von der Universität Turku in Finnland.
Die Entdeckung von Quasar OJ 287
Der Quasar wurde im Jahr 1982 zufällig auf Fotos festgehalten, die zur Erforschung eines anderen Objekts angefertigt wurden. Jedoch bemerkte Aimo Sillanpää, damals Masterstudent an der Universität Turku, dass sich die Helligkeit von OJ 287 über einen Zeitraum von zwölf Jahren regelmäßig verändert.
Sillanpää untersuchte das Objekt und kam zum Schluss, dass die Helligkeitsschwankung durch zwei sich umkreisende schwarze Löcher verursacht wird. Doch diese Vermutung konnte erst kürzlich verifiziert werden.
Neue Beobachtungskampagne
Zunächst wurde dafür der Tess-Satellit der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa eingesetzt. Damit konnte auch das Licht von beiden schwarzen Löchern detektiert werden. Allerdings waren sie weiterhin nur als ein einziger Punkt sichtbar.
Die Auflösung des optischen Teleskops war zu schlecht, um die schwarzen Löcher getrennt voneinander abzubilden. Für die dafür nötige, ungefähr 100.000-mal höhere Auflösung wurde ein Netzwerk aus Radioteleskopen eingesetzt. Dazu gehörte auch der Radioastron-Satellit, der ein Jahrzehnt zuvor den Quasar abgebildet hatte. Bei der Beobachtung entfernte sich der Satellit von der Erde bis etwa zur halben Distanz zum Mond, was die Auflösung des Bildes erheblich verbesserte.
Es handelt sich um zwei schwarze Löcher!
Auf dem hochaufgelösten Radiobild von OJ 287 waren die beiden schwarzen Löcher tatsächlich genau dort zu sehen, wo sie zum Beobachtungszeitpunkt auch erwartet wurden. In diesem binären System umkreist das Sekundärobjekt sein Primärobjekt in einer 12-jährigen Umlaufbahn.
"Zum ersten Mal ist es uns gelungen, ein Bild von zwei sich umkreisenden supermassereichen schwarzen Löchern zu erhalten. Auf dem Bild sind die schwarzen Löcher dank der Radiostrahlung ihrer Materiejets zu erkennen, die sie aussenden" , erklärte Valtonen. "Die schwarzen Löcher selbst sind vollkommen schwarz, aber sie können anhand der Strahlung ihrer Jets oder anhand des leuchtenden Gases nachgewiesen werden, das sie umgibt. "
Jedes Mal, wenn das sekundäre schwarze Loch auf die Akkretionsscheibe des primären auftrifft, treten heiße Gasblasen aus der Scheibe aus, und es ist die Bremsstrahlung dieser Blasen, die die Umlaufbahn des Doppelsystems verrät. Die dominierende optische Emission von OJ 287 stammt zumeist aus dem Jet des primären schwarzen Lochs.
Dabei identifizierte das Forschungsteam eine völlig neue Art von Jet, der aus dem kleineren der beiden Objekte austritt. Laut einer Pressemitteilung der Friedrich-Schiller-Universität Jena(öffnet im neuen Fenster) , die ebenfalls an der Untersuchung beteiligt war, ist der Jet wie der Wasserstrahl aus einem rotierenden Gartensprinkler verdrillt. Das liegt daran, dass sich das kleinere schnell um das primäre schwarze Loch von OJ 287 bewegt. Sein Jet wird so je nach seiner aktuellen Bewegung abgelenkt.
Zur Studie
Die Studie wurde am 9. Oktober 2025 in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal veröffentlicht: Identifying the secondary jet in the RadioAstron image of OJ~287(öffnet im neuen Fenster) (Identifizierung des Sekundärjets im Radioastron-Bild von OJ 287).