Astronomen haben die Essenszeiten eines weit entfernten Schwarzen Lochs bestimmt, nachdem sie beobachtet hatten, wie es über Jahre hinweg einen Stern verschlang.(Bildnachweis: NASA/CXC/M.Weiss)
Astronomen ist es gelungen, die Essenszeiten eines kolossalen Schwarzen Lochs vorherzusagen, nachdem sie es dabei beobachtet hatten, wie es einen nahen Stern stückchenweise verschlang, wie sie Anfang dieser Woche bekannt gaben und damit einen Schritt zum Verständnis des schwer fassbaren Essverhaltens dieser kosmischen Hohlräume machten.
Die Daten, die den Vorhersagen zugrunde liegen, wurden 2018 veröffentlicht, als eine automatische bodengestützte Untersuchung einen Helligkeitsanstieg in einer Galaxie rund 860 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt feststellte. Das Aufflackern – das mit dem Einschalten eines kosmischen Lichtschalters verglichen werden kann, der Milliarden Mal heller ist als unsere Sonne – deutete auf einen Stern hin, der von einem supermassiven schwarzen Loch zerfetzt und verschlungen wird, das im Zentrum einer weit entfernten Galaxie lauert und etwa 50 Millionen Mal so viel wiegt wie unsere Sonne.
Das dezimierte Material des Sterns erhitzte sich, als er sich dem schwarzen Loch näherte, und sendete Röntgen- und Ultraviolettstrahlen aus, die stark genug waren, um von Weltraumteleskopen aufgefangen zu werden. Diese Signale verblassten etwas mehr als ein Jahr später und deuteten darauf hin, dass das Schwarze Loch den Stern vollständig verschlungen hatte. Zwei Jahre später schienen die Signale jedoch erneut anzusteigen, was zeigte, dass der Kern des Sterns den ersten Vorbeiflug tatsächlich überlebt hatte, während seine äußeren Hüllen zerstört wurden.
Auf der Grundlage von Teleskopdaten über den Stern und seine Umlaufbahn haben die Astronomen mit Hilfe eines Modells die vorletzte Mahlzeit des Schwarzen Lochs vor August 2023 vorhergesagt. Die Ergebnisse wurden durch Folgebeobachtungen mit dem Chandra-Röntgenteleskop bestätigt, die den vorhergesagten Rückgang der hellen Strahlung des Systems aufzeichneten.
„Zunächst dachten wir, es handele sich um einen ganz gewöhnlichen Fall eines Schwarzen Lochs, das einen Stern völlig zerreißt“, sagte Thomas Wevers vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, der die Beobachtungen im Jahr 2023 leitete, in einer Erklärung. „Stattdessen scheint der Stern zu leben, um einen weiteren Tag zu sterben“.
„Das Schwarze Loch wischte sich im Wesentlichen den Mund ab und drückte sich vom Tisch zurück“, fügte Dheeraj Pasham, ein Forscher am Massachusetts Institute of Technology, der die jüngste Studie leitete, in derselben Erklärung hinzu.
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
Der unglückliche Stern hatte auch einen Begleitstern, der mit einer Geschwindigkeit von 1.000 Kilometern pro Sekunde ins All geschleudert wurde, erklärte Studienmitautor Muryel Guolo von der Johns Hopkins University in Baltimore in der Erklärung. „Der todgeweihte Stern war gezwungen, seinen Begleiter drastisch zu wechseln – von einem anderen Stern zu einem riesigen Schwarzen Loch“, sagte Guolo. „Sein stellarer Partner entkam, aber er nicht.“
Der Stern, der an das Schwarze Loch gebunden war, wurde in kleinen Portionen verschlungen, was im Gegensatz zu der üblichen „einmaligen“ Mahlzeit eines Schwarzen Lochs steht. Die Forscher glauben, dass dies eine neue Möglichkeit darstellt, die Physik des Verhaltens von Schwarzen Löchern zu untersuchen.
„Wir gehen davon aus, dass dieses Modell ein wesentliches Werkzeug für Wissenschaftler bei der Identifizierung dieser Entdeckungen sein wird“, sagte Studienmitautor Eric Coughlin, Professor für Physik an der Syracuse University in New York, in einer Pressemitteilung der Universität.
Aus den jüngsten Daten, die von Chandra und Swift gesammelt wurden, sagen die Forscher voraus, dass sich der zerfetzte Stern dem Schwarzen Loch einmal alle 3,5 Jahre nähert. Seine Umlaufbahn deutet darauf hin, dass die dritte Mahlzeit des Schwarzen Lochs – das heißt, wenn etwas von dem Stern übrig ist – zwischen Mai und August nächsten Jahres stattfinden würde. Wenn dieses Festmahl tatsächlich stattfindet, wird es fast zwei Jahre dauern, so Coughlin.
„Das wird wahrscheinlich eher ein Imbiss als eine vollständige Mahlzeit sein, denn die zweite Mahlzeit war kleiner als die erste, und der Stern wird immer weiter abgebaut.“
Eine Studie über diese Ergebnisse wurde am Mittwoch (14. August) in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.
