Schwarzes Loch reißt Stern auseinander

Die meisten Galaxien beherbergen in ihrem Zentrum ein extrem massereiches Schwarzes Loch. Nachweisen lassen sich diese durch Materie, die sich dem Schlund nähert, dabei aufheizt und hell erstrahlt. Aber auch ohne glühende Gas- und Staubscheibe machen sich die Schwerkraftgiganten manchmal bemerkbar: Einzelne Sterne kommen zu nahe und werden auseinandergerissen – infolgedessen leuchtet die gesamte Kernregion für kurze Zeit auf. Einen solches Aufflackern haben Astronomen nun beobachtet und können anhand der umfassenden Daten nicht nur die Eigenschaften des Schwarzen Lochs, sondern auch des Sterns rekonstruieren.

Im Mai 2010 entdeckte das Team um Suvi Gezari von der Johns Hopkins University in Baltimore, US-Bundesstaat Maryland, im Rahmen einer Himmelsdurchmusterung ein helles Aufleuchten in der Kernregion einer rund zwei Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie. In den Folgemonaten untersuchten die Forscher diese Region in verschiedenen Spektralbereichen und glichen die Daten dann mit verschiedenen theoretischen Modellen ab. Der zeitliche Verlauf der Helligkeit im optischen und ultravioletten Spektralbereich stimme am besten mit Simulationen von einem zerreißenden Stern überein, der das Schwarze Loch zuvor eng umkreiste, so Gezari und Koautoren.

Auf seinem Orbit kam das Gestirn dem Ereignishorizont – der Grenze, hinter der nicht einmal mehr Licht der enormen Anziehungskraft entkommen kann – gefährlich nahe und wurde durch die starken Gezeitenkräfte auseinandergerissen. Ein Teil seiner Trümmer umrundete nun weiterhin das Schwarze Loch, während der andere mit hohen Geschwindigkeiten ins Weltall schoss. In beiden Fällen heizt sich die Materie extrem auf und es entsteht das beobachtete, charakteristische Leuchten.

Den stärksten Hinweis auf diese These lieferten Emissionslinien von ionisiertem Heliumgas, die gemeinsam mit dem optisch-ultravioletten Spektrum abflauen. Das häufigste Element im Universum, Wasserstoff, ist dagegen kaum nachzuweisen. Das sei untypisch für eine gewöhnliche Gas- und Staubscheibe und spreche für einen heliumreichen Kern – vermutlich einen Roten Riesen, der seine Wasserstoffhülle durch Sternwinde oder aber durch den Einfluss des Schwarzen Lochs bereits verloren hatte, spekulieren Gezari und ihre Kollegen. Zerrissen worden sei der Stern rund zweieinhalb Monate bevor die beobachtete Strahlungsintensität ihr Maximum erreichte und er auf das Schwarze Loch stürzte.

Die Masse des zentralen Schwarzen Lochs hänge von der genauen Masse und dem Radius des zerstörten Sterns ab. Für den Kern eines Roten Riesen kommen die Wissenschaftler auf einen Wert von rund drei Millionen Sonnenmassen. Nur rund einmal alle 10 000 Jahre wird pro Galaxie ein Gestirn auf diese Weise zerstört, so schätzt man. Astronomen beobachteten bereits mehrfach solche Ereignisse, konnten aus den Daten aber weder den Zeitpunkt des Auseinanderreißens noch den Sterntyp genauer eingrenzen.

Quelle: NASA/Spektrum.de vom 02.05.2012

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