Das Astro-Bild der Woche ist eine Weitfeldaufnahme eines sehr interessanten Objekts, das die Katalogbezeichnung Cygnus X-1 trägt. Es liegt rund 6.100 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt und ist in Richtung des Sternbildes Cygnus (Schwan) zu finden. Dort kann es bereits mit Amateurteleskopen beobachtet werden.
Auf dem Bild befindet es sich direkt im Zentrum der Aufnahme und zeigt sich lediglich als auffallend heller Punkt. Tatsächlich handelt es sich dabei um ein sogenanntes Röntgendoppelsternsystem, das höchstwahrscheinlich aus einem stellaren Schwarzen Loch und einem blauen Riesenstern besteht. Cygnus X-1, die erste Röntgenquelle im Sternbild Cygnus, wurde im Jahr 1964 entdeckt und gehört mittlerweile zu den am besten untersuchten Objekten seiner Klasse.
Im Röntgenbereich des elektromagnetischen Spektrums zählt das System zu den hellsten Lichtquellen am Himmel. Verantwortlich für die großen Mengen Röntgenstrahlung, die das System emittiert, ist das Schwarze Loch. Bei einer Masse von schätzungsweise 14,8 Sonnenmassen besitzt es eine enorme Gravitationskraft und zieht Materie von seinem blauen Begleitstern ab. Die Materie kann aus physikalischen Gründen (Drehimpulserhaltung) nicht direkt in das Schwarze Loch stürzen, sondern wird zunächst auf eine spiralförmige Bahn gezwungen.
Auf diese Weise entsteht um das Schwarze Loch eine abgeflachte Scheibe aus gasförmiger Materie – eine Akkretionsscheibe. Innerhalb der Scheibe nehmen die Reibungskräfte zwischen den Teilchen so stark zu, dass die Materie auf Temperaturen von einigen Millionen Grad Celsius aufgeheizt wird. Bei derart hohen Temperaturen emittieren die Teilchen Röntgenstrahlung, die mit geeigneten Instrumenten registriert werden kann.
Das Schwarze Loch und sein blauer Begleitstern umkreisen sich in nur 5,6 Tagen. In sichtbaren Wellenlängen, so wie auf dem Bild dargestellt, kann allerdings nur der Begleitstern namens HD 226868 beobachtet werden. Der Überriese vereinigt Schätzungen zufolge etwa 40 Sonnenmassen in sich und emittiert neben großen Mengen Strahlung auch starke Sternwinde aus stellarer Materie, die wiederum von dem Schwarzen Loch eingefangen und dessen Akkretionsscheibe zugeführt wird.
Röntgendoppelsternsysteme wie Cygnus X-1 liefern Astronomen wertvolle Informationen, um die Wechselwirkungen von extrem kompakten Objekten mit ihrer direkten Umgebung zu untersuchen. Dabei muss die kompakte Komponente in einem solchen System nicht zwingend ein Schwarzes Loch sein. Auch Neutronensterne und deren Unterklassen (Magnetare, Pulsare) sowie Weiße Zwerge sind massereich und dicht genug, um ähnlich verheerende Auswirkungen auf ihre potenziellen Begleitsterne zu haben.
Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
http://cdn.spacetelescope.org/archives/images/large/dsscygx.jpg
Anmerkung der Redaktion
Die anderen drei Vorschläge für das Astro-Bild der Woche waren:
Bild 2: Die entfernte Supernova SN 1997ce
Bild 3: Die Supernova SN 1997cj
Bild 4: Die Riesengalaxie NGC 4874
(THK)
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