Am 20. Dezember 2024 gab ein Team von Astrophysikern der Tschechischen Akademie der Wissenschaften bedeutende Fortschritte im Verständnis des Verhaltens von Schwarzen Löchern bekannt, die durch zwei internationale Studien zu Röntgenbinärsystemen fokussiert sind.
Die Studien konzentrieren sich auf Swift J1727.8-1613, ein binäres System mit einem Schwarzen Loch, das im August 2023 sichtbar wurde und weltweit Aufmerksamkeit für seine Helligkeit in Röntgenwellenlängen erregte. Dieses System zeigte einen plötzlichen Ausbruch, der für binäre Systeme typisch ist, aber bemerkenswert heller als die Krabbennebel, eine bekannte Röntgenquelle in unserer Galaxie, war.
Die Beobachtungen nutzten den IXPE-Satelliten, ein Gemeinschaftsprojekt von NASA und der Italienischen Raumfahrtagentur, der mit einem speziellen Teleskop zur Messung der Röntgenpolarisation ausgestattet ist. Die Polarisation zeigt die Ausrichtung der Lichtwellen an und liefert Einblicke in die Prozesse, die in der Nähe von Schwarzen Löchern stattfinden, wo die starke Gravitation das umgebende Material und die Strahlung beeinflusst.
Die erste Studie, geleitet von Jiří Svoboda, untersuchte dramatische Änderungen der Röntgenpolarisation während verschiedener Phasen des Ausbruchs von Swift J1727.8-1613 von August 2023 bis Februar 2024. Die Forschung ergab signifikante Polaritätsänderungen während des Übergangs zwischen harten und weichen spektralen Zuständen der Röntgenstrahlung und deutet auf Veränderungen in der Struktur der Akkretionsscheibe und der Korona um das Schwarze Loch hin.
Die zweite Studie, geleitet von Jakub Podgorný, konzentrierte sich auf die Wiederherstellung der Röntgenpolarisation, nachdem das System im April 2024 in einen harten Zustand zurückgekehrt war. Dieser Zustand, der durch energiereiche Strahlung charakterisiert ist, zeigte eine Rückkehr der Polarisation auf ähnliche Werte wie bei der ursprünglichen Eruption, was auf Stabilität in der Geometrie der Korona hinweist, obwohl die Helligkeit erheblich gesunken ist.
Diese Ergebnisse stellen einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis der Wechselwirkungen von Schwarzen Löchern mit dem umgebenden Material dar und zeigen, dass die Analyse der Röntgenpolarisation ein ideales Werkzeug ist. Weitere Beobachtungen mit IXPE sind erforderlich, um die Konfigurationen in der Nähe von Schwarzen Löchern in binären Systemen vollständig zu bestimmen, wie von Michal Dovčiak, einem wichtigen Mitwirkenden der Studien, betont wurde.