Es ist nun rund drei Jahre her, dass es Forscherinnen und Forschern gelang, das erste Foto eines Schwarzen Lochs aufzunehmen. Geht es um Audioaufnahmen gestaltet sich die Angelegenheit allerdings nochmal etwas schwieriger. Denn der Schall, den man dazu empfangen müsste, kann sich im luftleeren Raum nicht ausbreiten. Nichtsdestotrotz ist es einem Team des Massachusetts Institute of Technology (MIT) nun gelungen, Schwarze Löcher zum „Reden“ zu bringen.

Schwarze Löcher: So klingen sie

Konkret hat das Team rund um Jingyi Wang vom Institute for Astrophysics and Space Research des MIT, die Reverberation Machine zum Einsatz gebracht. Dabei handelt es sich um ein neuartiges automatisches Suchwerkzeug, mit dem sie Satellitendaten nach Anzeichen von Echos Schwarzer Löcher durchkämmten.

Sie entstehen beispielsweise dann, wenn eine Singularität Gas und Staub von einem umlaufenden Stern ansaugt. In einem solchen Fall kommt es häufig zu gewaltigen Ausbrüchen von Röntgenstrahlen, die ihrerseits von dem Gas des Sterns abprallen.

Wang, ihre Kolleginnen und Kollegen analysierten diese Echos, um die unmittelbare Umgebung Schwarzer Löcher zu rekonstruieren. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten sie im Astrophysical Journal. Erin Kara, Assistenzprofessorin für Physik am MIT, und der Dozent Kyle Keane lieferten letztlich die notwendigen Tonberechnungen, um die Röntgenstrahlen hörbar zu machen.

• Hier kannst du dir das Schwarze Loch anhören.

Warum überhaupt der Aufwand?

Die Rolle dieser möglichen Brücken zwischen den Dimensionen bei der Entwicklung von Galaxien sei eine der wichtigsten Fragen der modernen Astrophysik, erklärt Kara.

„Interessanterweise scheinen diese Schwarze Loch-Binäre ‚kleine‘ supermassive Schwarze Löcher zu sein. Wenn wir also die Ausbrüche in diesen kleinen, nahe gelegenen Systemen verstehen, können wir nachvollziehen, wie ähnliche Ausbrüche in supermassiven Schwarzen Löchern die Galaxien beeinflussen, in denen sie sich befinden.“

Erin Kara

Weitere Signaturen entdeckt

Im Rahmen der Anfang Mai veröffentlichten Studie entwickelte das MIT-Team einen Suchalgorithmus. Die Reverberation Machine durchkämmt die vom Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) der NASA, gesammelten Daten. Anschließend wählte das Programm 26 Röntgendoppelsysteme aus. Wiederum zehn von ihnen waren hell genug, um die Echos inmitten der Ausbrüche ausmachen zu können. Bislang war lediglich bei zwei der Systeme bekannt, dass sie überhaupt Echos aussenden.

„Wir sehen neue Anzeichen von Nachhall in acht Quellen“, so Wang. „Die schwarzen Löcher haben eine Masse zwischen dem Fünf- und 15-fachen der Sonnenmasse und befinden sich alle in Doppelsternsystemen mit normalen, massearmen, sonnenähnlichen Sternen“.

Quellen: „The NICER „Reverberation Machine“: A Systematic Study of Time Lags in Black Hole X-Ray Binaries“ (2022, The Astrophysical Journal); YouTube/PBS Space Time; MIT News

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