Astronomie

Schwarzes Loch zerreißt einen Stern - Forscher beobachten zerstörerisches Ereignis

Ein schwarzes Loch ist so massereich, dass es alles anzieht, was ihm zu nahe kommt. Nun haben Forscher erstmals beobachtet, wie ein schwarzes Loch einen Stern zerreißt.

• Das Weltraumteleskop „TESS“ hat beobachtet, wie ein schwarzes Loch einen Stern zerreißt.
• Erstmals konnten Forscher das so genannten Gezeiten-Sternzerrissereignis fast von Anfang an beobachten.
• Die Temperatur um das schwarze Loch sinkt bei dem Ereignis um etwa die Hälfte.
• Das schwarze Loch ist etwa 375 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
• Gezeiten-Sternzerrissereignisse sind sehr seltene Ereignisse

Ein schwarzes Loch ist so massereich, dass es eine sehr starke Anziehungskraft entwickelt, der nichts entkommen kann. Was einem schwarzen Loch zu nahe kommt, wird unweigerlich angezogen und irgendwann verschluckt. Auch Sterne sind nicht davor gefeit. Kommt ein Stern einem schwarzen Loch zu nahe, zerreißt es den Stern förmlich. Das Phänomen nennt sich „Tidal Disruption Event“, Gezeiten-Sternzerrissereignis. Dabei verlässt ein Teil der Materie das Gravitationsfeld des Sterns und bildet eine so genannte Akkretionsscheibe um das schwarze Loch – die Materie des Sterns rotiert als Scheibe um das schwarze Loch und wandert dabei langsam Richtung Zentrum.

Mit Hilfe des Nasa-Weltraumteleskops „TESS“ ist es Forschern erstmals gelungen, ein solches Phänomen fast von Anfang an zu beobachten. Ende Januar spürte das robotische Teleskopnetzwerk „ASAS-SN“ einen solchen Vorgang auf und meldete ihn. Sofort richteten Forscher weitere Teleskope aus, um möglichst viele Daten von dem seltenen Ereignis zu sammeln. Dabei stellte sich heraus, dass „TESS“, ein Weltraumteleskop, das seit Juli 2018 im Betrieb ist, die Region und das Ereignis bereits seit einiger Zeit beobachtete. Da „TESS“ nur alle zwei Wochen Daten zur Erde schickt, die dann erst verarbeitet werden müssen, erfuhr man erst spät, welchen Datenschatz das Teleskop gesammelt hatte.

„TESS“ beobachtet, wie ein schwarzes Loch einen Stern zerreißt

Schwarzes Loch zerreißt Stern - Astronomen schauen fast von Anfang an zu

„Die Daten von TESS haben es uns erlaubt, genau zu beobachten, wann dieses zerstörerische Ereignis namens ASASSN-19bt heller wurde“, beschreibt Thomas Holoien in einer Mitteilung der Nasa. Astronomen wären noch nie zuvor in der Lage gewesen, das zu tun, so Holoien weiter. Weil das Teleskopnetzwerk das Phänomen so früh entdeckt hatte, sei man in der Lage gewesen, in den ersten Tagen Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängen durchzuführen. „Die frühen Daten werden unglaublich hilfreich dabei sein, die Physik hinter diesen Ausbrüchen zu verstehen“, freut sich Holoien, unter dessen Führung eine Fachpublikation im Magazin „Astrophysical Journal“ veröffentlicht wurde.

„Die ersten Daten von TESS ermöglichen es uns, Licht sehr nah am schwarzen Loch zu sehen – viel näher, als wir es bisher konnten“, erklärt Patrick Vallely, ein Co-Autor der Publikation. Die Daten zeigten demnach auch, dass der Anstieg der Helligkeit sehr gleichmäßig war – daher schließen die Wissenschaftler aus, dass es sich um einen anderen Ausbruchstyp handelte, wie etwa eine Supernova.

Gezeiten-Sternzerrrissereignis: Temperatur um das schwarze Loch sank um die Hälfte

Daten zeigten den Forschern, dass die Temperatur um das schwarze Loch rund um den Ausbruch ein paar Tage lang um etwa die Hälfte gesunken ist – von 40.000 Grad Celsius auf 20.000 Grad. Diesen Temperatursturz hatten einige Theorien zwar vorhergesagt, beobachtet wurde das bei einem Gezeiten-Sternzerrissereignis zuvor jedoch noch nie. Mit Hilfe verschiedener Teleskope fanden die Wissenschaftler außerdem heraus, dass das Zerreißen des Sterns nur wenig Röntgenstrahlung, aber viel UV-Strahlung freisetzte. Woran das liegt, ist noch nicht bekannt. „Mehr dieser frühen Beobachtungen könnten uns helfen, einige dieser Fragen zu beantworten“, betont S. Bradley Cenko, der zum Team hinter dem „Swift“-Teleskop gehört, das die UV-Daten geliefert hatte.

Forscher gehen davon aus, dass das schwarze Loch, das das Ereignis ASASSN-19bt verursachte, etwa sechs Millionen Sonnen-Massen hat. Es befindet sich im Zentrum einer Galaxie mit dem komplizierten Namen 2MASX J07001137-6602251, die sich 375 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild „Fliegender Fisch“ (Volans) befindet.

Schwarzes Loch zerreißt einen Stern - ein sehr seltenes Ereignis

Gezeiten-Sternzerrissereignisse sind sehr seltene Ereignisse: Nach Angaben der Nasa passieren sie in einer Galaxie der Größe unserer Milchstraße etwa alle 10.000 bis 100.000 Jahre. Supernovae – die Explosion von Sternen – geschehen dagegen etwa alle hundert Jahre. Astronomen haben bisher etwa 40 Gezeiten-Sternzerrissereignisse beobachtet, Wissenschaftler hatten vorhergesagt, dass das Weltraumteleskop „TESS“* in den ersten beiden Jahren seiner Mission ein bis zwei dieser seltenen Ereignisse beobachten würde.

Schwarze Löcher und andere Phänomene im Universum

Schwarze Löcher sorgen derzeit immer wieder für Schlagzeilen. Kürzlich entdeckten Forscher, dass das schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße plötzlich hell aufleuchtete. Offenbar wird das schwarze Loch hungriger. Zuletzt teilten Wissenschaftler mit, dass sie ein System mit drei schwarzen Löchern entdeckt hatten. Die drei schwarzen Löcher sind auf Kollisionskurs und werden irgendwann miteinander verschmelzen. Ein anderes, ebenfalls neu entdecktes schwarzes Loch verhält sich äußerst ungewöhnlich und entspricht überhaupt nicht dem Stereotyp. Im Frühjahr haben Forscher außerdem das erste Bild eines schwarzen Lochs* präsentiert.

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Von Tanja Banner

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