Handelsblatt

MenüZurück
Wird geladen.

21.03.2017

14:22 Uhr

Stellarer Totentanz

Todesspirale um ein Schwarzes Loch

VonThomas Trösch

Einer besonderen Art von Totentanz in der Umgebung eines Schwarzen Lochs sind Astronomen auf die Spur gekommen: Ein sonnenähnlicher Stern hat bei diesem Ereignis einfach nur Pech gehabt.

Die Illustration zeigt ein Schwarzes Loch mit einer umgebenden Materiescheibe. Auf dem Weg in Richtung Schwarzes Loch heizt sich das Material extrem auf und gibt dabei Röntgenstrahlung ab.

Schwarzes Loch

Die Illustration zeigt ein Schwarzes Loch mit einer umgebenden Materiescheibe. Auf dem Weg in Richtung Schwarzes Loch heizt sich das Material extrem auf und gibt dabei Röntgenstrahlung ab.

BerlinVor 290 Millionen Jahren hatte ein sonnenähnlicher Stern Pech: Er kam zu nahe an ein Schwarzes Loch und wurde von dessen mächtiger Anziehungskraft buchstäblich zerrissen.

Die Nachricht von dieser kosmischen Katastrophe erreichte die Erde im November 2014: Das Swift-Teleskop der Nasa, eigentlich für das Aufspüren energiereicher Gammablitze ins All geschickt, beobachtete das Ereignis bei unterschiedlichen Wellenlängen.

Schwarze Löcher

Was sind Schwarze Löcher?

Schwarze Löcher sind Objekte mit so starker Gravitation, dass nichts ihrer enormen Anziehungskraft entkommen kann – nicht einmal Licht. Schwarze Löcher sind also quasi unsichtbar, was ihnen ihren Namen gab.

Wie entstehen Schwarze Löcher?

Ein Entstehungsszenario ist die Explosion sehr massereicher Sterne (Supernova), wenn der Kernbereich des Sterns unter der eigenen Schwerkraft kollabiert. Dabei wird die stellare Materie auf winzigstem Raum zusammengepresst. Auch die Kollision zweier massereicher Sterne kann zu einem Schwarzen Loch führen.

Wie lassen sich Schwarze Löcher beobachten?

Zwar sind die Löcher selbst unsichtbar, sie verraten sich jedoch über die Materie, die sie verschlucken. Wegen der extrem starken Schwerebeschleunigung heizt sich Materie auf dem Weg in ein Schwarzes Loch auf Millionen Grad Celsius auf und strahlt dann hell im Röntgenlicht. Dieses Leuchten können Röntgenteleskope registrieren.

Wie groß sind Schwarze Löcher?

Schwarze Löcher gibt es wohl in fast jeder Größe im Kosmos – von der einfachen Masse unserer Sonne bis zu Milliarden Sonnenmassen. Besonders massereiche Löcher sitzen in den Zentren vieler Galaxien. Auch unsere Milchstraße besitzt eine solche zentrale Schwerkraftfalle, Astronomen haben ihr den Namen „Sagittarius A*“ gegeben.

Wie lange „lebt“ ein Schwarzes Loch?

Schwarze Löcher existieren nicht ewig. In dem enormen Kraftfeld bilden sich nach den Gesetzen der Quantenphysik ständig spontan Paare von Teilchen und Antiteilchen, die nach Sekundenbruchteilen wieder zerstrahlen. Entstehen diese Teilchenpaare jedoch am Ereignishorizont des Schwarzen Lochs, kann es vorkommen, dass ein Teilchen diesseits des Ereignishorizonts landet und dem Schwarzen Loch entkommt. Dieses Phänomen wurde vom britischen Physiker Stephen Hawking beschrieben und heißt deshalb Hawking-Strahlung. Sie sorgt dafür, dass ein Schwarzes Loch im Laufe der Äonen sehr langsam zerfällt.

„Wir entdeckten Helligkeitsveränderungen im Röntgenbereich, etwa einen Monat nach ähnlichen Veränderungen im sichtbaren und im UV-Licht“, so Dheeraj Pasham, Astrophysiker am Massachusetts Institute of Technology und Leiter der Beobachtung von ASASSN-14li, wie die Forscher das Ereignis tauften.

Röntgenlicht entsteht in der Nähe eines Schwarzen Lochs, wenn Materie sich auf ihrem Weg in die Schwerkraftfalle extrem aufheizt – auf Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius. Im Fall von ASASSN-14li musste das Röntgenlicht also von dem Teil des zerrissenen Sterns stammen, der kurz davor war, in das Schwarze Loch zu stürzen. Doch wie erklären sich die Strahlungsausbrüche im sichtbaren und im UV-Spektrum? Und wie kam es zur einmonatigen „Pause“ zwischen den Ereignissen?

Zur Beantwortung dieser Fragen haben Pasham und seine Kollegen ein faszinierendes Szenario entworfen. Sie vermuten, dass der von der Gravitation des Schwarzen Lochs zerrissene Stern eine Art Todesspirale um seinen Zerstörer formte. Ein Teil des zu einem lang Jet auseinandergezogenen stellaren Trümmerfelds wurde demnach nicht unmittelbar ins Schwarze Loch gerissen, sondern auf eine elliptische Bahn um das Loch gelenkt.

Auf seinem „Rückweg“ begegnete dieser Materiestrom dem in Richtung Schwarzes Loch einströmenden Material – es kam zur Kollision. „Die zurückkehrenden Trümmerklumpen treffen auf den einfließenden Strom, was Schockwellen entstehen lässt, die sichtbares und UV-Licht freisetzen“, so Bradley Cenko, einer der an der Untersuchung beteiligten Swift-Forscher. „Wenn diese Klumpen dann in Richtung des Schwarzen Lochs stürzen, beeinflussen sie auch die Röntgenemissionen dort.“

Die Forscher hoffen nun auf weitere Beobachtungen ähnlicher Ereignisse, um die Mechanismen solcher „Todesspiralen“ weiter enträtseln zu können.

Direkt vom Startbildschirm zu Handelsblatt.com

Auf tippen, dann auf „Zum Home-Bildschirm“ hinzufügen.

Auf tippen, dann „Zum Startbildschirm“ hinzufügen.

×