Schwarzes Loch NGC 1275: Röntgenblitz, dann Radiojets – 300 Tage später

Was passiert ist

Ein Team um Sarah Ketchum von der University of Michigan hat Anzeichen dafür gefunden, dass im supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie NGC 1275 ein kräftiger Röntgenausbruch und der zugehörige Radioausbruch rund 300 Tage auseinanderliegen. Grundlage sind Röntgendaten der NASA-Mission Neil Gehrels Swift, abgeglichen mit vorhandenen Radiobeobachtungen. Die Studie ist zur Veröffentlichung in den Astrophysical Journal Letters angenommen, eine Fassung vor dem Peer Review liegt auf arXiv vor. Ketchum spricht im Bericht von Space.com ausdrücklich von „vorläufiger Evidenz" (sinngemäß übersetzt).

Die Messung im Detail

Der stärkste jemals aufgezeichnete Röntgenblitz von NGC 1275 datiert auf Februar 2023. Er dauerte weniger als 60 Tage und bestand aus zwei jeweils fünf Tage langen Phasen, in denen die Röntgenhelligkeit des aktiven Galaxienkerns um den Faktor zwei zunahm. Ein solcher Kern – ein aktiver Galaxienkern, kurz AGN – heizt das umgebende Material durch seine Gravitation auf. Aus den Polen des Schwarzen Lochs werden dabei Jetströme ausgeschleudert.

Als Ursache des Blitzes schließen die Forscher eine Gezeitenkernzerstörung aus, bei der ein Stern zu nah heranrutscht und zerrissen wird. Übrig bleibt ein sprunghafter Anstieg der Akzretionsrate, also des Materialzuflusses auf das Schwarze Loch. Über die Swift-Daten ließ sich außerdem die Größe der strahlenden Region bestimmen und damit die Masse des Schwarzen Lochs eingrenzen: zwischen 100 Millionen und einer Milliarde Sonnenmassen.

Hintergrund ist ein methodisches Problem. Chandra beobachtet NGC 1275 nicht oft genug, um das Langzeitverhalten zu erfassen. Swift ist weniger empfindlich, liefert aber seit dem Start 2004 große Datenmengen. Das Team entwickelte ein Modell, das die Emission des Galaxienhaufens aus den archivierten Daten entfernt. So wurden Änderungen im Röntgenfluss von 2007 bis 2025 sichtbar.

Was neu ist

Der Abstand zwischen Röntgen- und Radioemission ist bislang vor allem für andere Galaxien mit AGN untersucht worden. Bei NGC 1275 zeigen sich die Auswirkungen der Jets auf großen räumlichen Maßstäben deutlicher als in anderen Systemen, so Ketchum. Die rund 300 Tage Verzögerung könnten die Laufzeit des Plasmas vom Jets Fuß bis zu einer Verdichtung oder Schockfront erklären, wo es auf umgebendes Gas oder Staub trifft. In einem direkten Vergleich mit acht Qubits war die Streuung einer Methode ohne zusätzliche Quantenressourcen rund 40.000-mal größer – eine ähnlich starke Ungleichmäßigkeit wollen die Astronomen hier nicht, aber der Vergleich zeigt, wie deutlich Messwerte schwanken können.

Warum das zählt

Die Kopplung zwischen Akzretionsscheibe und Jets ist ein zentraler Baustein im Verständnis, wie Schwarze Löcher die Sternentwicklung in ihren Galaxien beeinflussen. NGC 1275 sitzt im Zentrum des massiven Perseus-Haufens, der Tausende Galaxien bündelt, und ist dessen hellste Galaxie.

Was noch unklar ist

Die Swift-Daten erfassen die Veränderungen nur punktuell, weshalb sich die genaue Beziehung zwischen Röntgen- und Radiostrahlung über große Abschnitte der Lichtkurve nicht bestimmen lässt. Die 300-Tagen-Verzögerung ist damit nicht gesichert. Ketchum erwartet ein Echo der Ausbrüche in der Akzretionsscheibe; eine entsprechende Emissionslinie von neutralem Eisen ist in den Daten zu sehen, der Zusammenhang ist aber unbewiesen. Beobachtungen mit XMM-Newton und XRISM könnten ihn klären.

Wie es weitergeht

Die Studie erscheint in den Astrophysical Journal Letters. Für die Prüfung des Zusammenhangs sind zusätzliche Röntgenbeobachtungen mit XMM-Newton und XRISM nötig.