Abb. 1: Ein tiefer Röntgenblick ins Herz der nahen, ultra-leuchtkräftigen Galaxie NGC 6240 entlarvt ein Schwarzes "Doppel-Loch". Links die Galaxie NGC 6240, aufgenommen mit einem erdgebundenen Teleskop: Die "Bögen" und "Arme" zeugen von der Kollision zweier Sternsysteme, die nun miteinander verschmelzen. Dichte Gas- und Staubmassen verhüllen den Galaxienkern, der sich daher im sichtbaren Licht nicht beobachten lässt. Doch Röntgenstrahlen aus dem Zentrum durchdringen diesen "Vorhang". Das Chandra-Bild (rechts) enthüllt zwei extrem massereiche Schwarze Löcher; sie verraten sich durch hochenergetische Röntgenstrahlung aus ihrer unmittelbaren Umgebung (schwarze Kreise). Die Aufnahme ist farbkodiert: Regionen niederenergetischer Röntgenstrahlung erscheinen rot, Regionen hochenergetischer Röntgenstrahlung sind blau markiert (s. auch Film 1).

"Der Durchbruch gelang, weil Chandra ein scharfes Bild der zwei Kerne im Zentrum der Galaxie lieferte und gleichzeitig eine detaillierte Röntgendiagnose erlaubte", sagt Günther Hasinger, Direktor am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und Co-Autor des Fachartikels. Nach Hasingers Worten hinterlassen die beiden aktiven "Massemonster" eindeutige Fingerabdrücke: "Wir sehen einen Überschuss hochenergetischer Strahlung von heißem Gas, das um ein Schwarzes Loch wirbelt, sowie die charakteristische Fluoreszenzstrahlung von Eisenatomen in seiner Nähe."

Abbildung 2: Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Loches, das von einer Scheibe aus heissem Gas und einem Ring (Torus) aus kühlem Gas und Staub umgeben ist. Das blaue Leuchten von der Innenseite des Torus stammt von fluoreszierenden Eisenatomen, die durch die Röntgenstrahlung des Schwarzen Loches angeregt werden.

Die beiden Schwarzen Löcher in NGC 6240 sind derzeit noch etwa 3000 Lichtjahre voneinander entfernt. Im Lauf etlicher hundert Millionen Jahre werden sie sich, auf Spiralbahnen umeinander laufend, immer näher kommen und schließlich zu einem noch größeren Loch verschmelzen. Dieser Prozess endet mit einem gewaltigen Ausbruch von Gravitationswellen, die sich durch das gesamte Universum ausbreiten und dabei die Raumzeit kräuseln (s. Film 3). Das bewirkt winzige Verzerrungen der Abstände im Raum.

Abb. 3: Auf diesem Bild wurde die hochenergetische Röntgenstrahlung (blau), die von dem Paar Schwarzer Löcher im Kern der Galaxie NGC 6240 ausgeht, mit einer Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops (gelb) überlagert.

Abb. 4: Neben der im Kernbereich konzentrierten hochenergetischen Röntgenstrahlung zeigt NGC 6240 auch ausgedehnte Regionen niederenergetischer Röntgenstrahlung, die in der Abbildung rot dargestellt und mit einer Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops (gelb und blau) überlagert ist: Diese Strahlung stammt nicht von den beiden Schwarzen Löchern, sondern ist das "Nachglühen" früherer Sternexplosionen im Zentrum der Galaxie. Sie zeugt von einem Feuerwerk an Supernovae, die ihre Hüllen in den Raum schleuderten. Treffen diese "Sternenwinde" auf das umgebende interstellare Medium, heizt sich das Gas so stark auf, dass es im Röntgenlicht leuchtet.

Die Verschmelzung zweier supermassereicher Schwarzer Löcher wie in NGC 6240 sollte die stärksten messbaren Gravitationswellen-Signale im All erzeugen. Der gemeinsam von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA und der amerikanischen NASA geplante, im Weltraum stationierte Detektor LISA (Laser Interferometer Space Antenna) wird nach solchen Ereignissen suchen, die sich vermutlich mehrere Male pro Jahr im Universum abspielen. "Zum ersten Mal haben wir nun ein doppeltes Schwarzes Loch in flagranti ertappt, das uns die Vorahnung eines gigantischen Ausbruchs von Gravitationswellen vermittelt", freut sich Hasinger.

Neben Stefanie Komossa und Günther Hasinger gehören zum Team: Vadim Burwitz und Peter Predehl vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Jelle Kaastra von der Space Research Organization in den Niederlanden und Yasushi Ikebe von der University of Maryland in Baltimore.

Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, leitet das Chandra-Programm für das Office of Space Science in Washington. Die Firma TRW im kalifornischen Redondo Beach ist der Hauptauftragnehmer für den Satelliten. Das Smithsonian Chandra X-ray Center kontrolliert von Cambridge (Massachusetts) aus die wissenschaftlichen Operationen und den Flugbetrieb. Die deutschen Beiträge zu den Instrumenten an Bord von Chandra finanzierte das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

  Drei Filme im Quicktime (.mov) Format:

• Film 1 : Zoom auf NGC 6240 vom Optischen bis Röntgen
  Film von NASA/Chandra Science Center
• Film 2 : Zusammenstoß und Verschmelzung zweier Galaxien mit Bildung eines Doppelkerns - ein Modell für NGC 6240
  Film von NASA/Chandra Science Center; MPEG
• Film 3 : Verschmelzung zweier schwarzer Löcher und Aussendung von Gravitationswellen
  Film von NASA/Chandra Science Center; MPEG

Weitere Bilder, zusätzliche Informationen und das Presseecho (z.T. in englischer Sprache) zu diesen Ergebnissen sind verfügbar unter:
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Veröffentlichung in den Astrophysical Journal Letters 582, L15-L19, 2003.

http://chandra.harvard.edu, http://chandra.nasa.gov, Presseinformation der MPG,
CNN Science & Space ,  Science @ NASA ,  New Scientist ,
Space Today ,  Astronomy.com ,  BBC ,
Christian Science Monitor ,  New York Times ,  United Press International ,
Washington Post ,  Space.com ,  Netzeitung.de ,  Astronomy Picture of the Day.

Kontaktinformation:

Prof. Dr. Günther Hasinger
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Giessenbachstraße
85748 Garching
Phone: +49-89-30000-3402
Fax: +49-89-30000-3569
E-Mail: ghasinger@mpe.mpg.de

Dr. Stefanie Komossa
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Giessenbachstraße
85748 Garching
Phone: +49-89-30000-3577
Fax: +49-89-30000-3569
E-Mail: skomossa@mpe.mpg.de