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Cygnus X-1: Lösen eines geschäftigen Sterngeheimnisses

Tief im Herzen des Sternbildes Cygnus liegt der Schwan ein ansonsten unsichtbares Objekt namens Cygnus X-1. Sein Name kommt von der Tatsache, dass es die erste galaktische Röntgenquelle war, die jemals entdeckt wurde. Seine Entdeckung erfolgte während des Kalten Krieges zwischen den USA und der Sowjetunion, als Raketen begannen, röntgenempfindliche Instrumente über der Erdatmosphäre zu tragen. Astronomen wollten nicht nur diese Quellen finden, sondern es war auch wichtig, energiereiche Ereignisse im Weltraum von wahrscheinlichen Ereignissen zu unterscheiden, die durch ankommende Raketen verursacht wurden. So ging 1964 eine Reihe von Raketen auf, und die erste Entdeckung war dieses mysteriöse Objekt in Cygnus. Es war sehr stark in Röntgenstrahlen, aber es gab kein Gegenstück mit sichtbarem Licht. Was könnte es sein?

 

Beschaffung von Cygnus X-1

Die Entdeckung von Cygnus X-1 war ein großer Schritt in der Röntgenastronomie. Als bessere Instrumente auf Cygnus X-1 gerichtet wurden, bekamen die Astronomen ein gutes Gefühl dafür, was es sein könnte. Es sendete auch natürlich vorkommende Funksignale aus. die den Astronomen dabei halfen, genau herauszufinden, wo sich die Quelle befand. Es schien einem Stern namens HDE 226868 sehr nahe zu sein. Dies war jedoch nicht die Quelle der Röntgen- und Radioemissionen. Es war nicht heiß genug, um so starke Strahlung zu erzeugen. Also musste da noch etwas anderes sein. Etwas Massives und Mächtiges. Aber was?

Weitere Beobachtungen ergaben, dass etwas massereich genug ist, um ein stellares Schwarzes Loch zu sein. das in einem System mit einem blauen Überriesenstern umkreist. Das System selbst könnte ungefähr fünf Milliarden Jahre alt sein, was ungefähr dem richtigen Alter entspricht, in dem ein Stern mit 40 Sonnenmassen leben, einen Teil seiner Masse verlieren und dann zusammenbrechen kann, um ein Schwarzes Loch zu bilden. Die Strahlung kommt wahrscheinlich von einem Strahlpaar, das sich aus dem Schwarzen Loch heraus erstreckt – das stark genug wäre, um starke Röntgen- und Funksignale zu emittieren.

 

Die Besonderheit von Cygnus X-1

Astronomen nennen Cygnus X-1 eine galaktische Röntgenquelle und charakterisieren das Objekt als massereiches Röntgenbinärsystem. Das bedeutet einfach, dass zwei Objekte (binär) einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen. In einer Scheibe um das Schwarze Loch befindet sich viel Material, das auf extrem hohe Temperaturen erhitzt wird und die Röntgenstrahlen erzeugt. Die Düsen transportieren Material mit sehr hoher Geschwindigkeit aus dem Bereich des Schwarzen Lochs.

Interessanterweise betrachten Astronomen das Cygnus X-1-System auch als Mikroquasar. Dies bedeutet, dass es viele Eigenschaften gemeinsam mit Quasaren hat (kurz für quasi-stellare Radioquellen). Diese sind kompakt, massiv und in Röntgenstrahlen sehr hell. Quasare werden aus dem gesamten Universum gesehen und gelten als sehr aktive galaktische Kerne mit supermassiven Schwarzen Löchern. Ein Mikroquasar ist auch sehr kompakt, aber viel kleiner und auch in Röntgenstrahlen hell.

 

Wie erstelle ich ein ähnliches Objekt?

Die Entstehung von Cygnus X-1 erfolgte in einer Gruppe von Sternen, die als OB3-Assoziation bezeichnet wird. Dies sind ziemlich junge, aber sehr massive Sterne. Sie leben ein kurzes Leben und können schöne und faszinierende Objekte wie Supernova- Überreste oder Schwarze Löcher zurücklassen . Der Stern, der das Schwarze Loch im System erzeugt hat, wird als „Vorläufer“ -Stern bezeichnet und hat möglicherweise bis zu drei Viertel seiner Masse verloren, bevor er zu einem Schwarzen Loch wurde. Das Material im System begann dann herumzuwirbeln, angezogen von der Schwerkraft des Schwarzen Lochs. Während es sich in einer Akkretionsscheibe bewegt, wird es durch Reibung und Magnetfeldaktivität erwärmt. Diese Aktion bewirkt, dass es Röntgenstrahlen abgibt. Ein Teil des Materials wird in Düsen geleitet, die ebenfalls überhitzt sind. Sie geben Funkemissionen ab.

Aufgrund von Aktionen in der Wolke und in den Jets können die Signale über kurze Zeiträume schwingen (pulsieren). Diese Missionen und Pulsationen erregten die Aufmerksamkeit der Astronomen. Darüber hinaus verliert der Begleitstern durch seinen Sternwind an Masse. Dieses Material wird in die Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch gezogen, was zu den komplexen Aktionen im System beiträgt.

Astronomen untersuchen Cygnus X-1 weiterhin, um mehr über seine Vergangenheit und Zukunft zu erfahren. Es ist ein faszinierendes Beispiel dafür, wie Sterne und ihre Entwicklung seltsame und wunderbare neue Objekte erschaffen können, die Hinweise auf ihre Existenz in den Lichtjahren des Weltraums geben.

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