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Computersimulation: Test für Schwarze Löcher der Mittelklasse

Ungewöhnliche Sternexplosion
Am Computer simulierten Forscher, was mit einem weißen Zwergstern geschieht, der einem Schwarzen Loch mittlerer Masse zu nahe kommt. Die enorme Anziehungskraft würde demnach starke Gezeitenkräfte in dem Stern verursachen und letztlich zu einer charakteristischen Explosion führen. Der Nachweis einer solchen Supernova würde gleichzeitig die Existenz von derartigen Schwarzen Löchern bekräftigen, die bislang noch umstritten sind.

Ins All zerstreut | Diese Serie von Bildern zeigt die Wechselwirkung zwischen einem Weißen Zwerg mit einem Schwarzen Loch. Der Stern wird stark komprimiert und erhitzt, wenn er am Schwarzen Loch vorbeiläuft (oben links), was eine Explosion auslöst. Der größte Teil der stellaren Masse wird dabei in den Weltraum ausgestoßen (sich ausdehnende Blase auf den folgenden Bildern), während der Rest auf das Schwarze Loch fällt.
Enrico Ramirez-Ruiz von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz und sein Team betrachteten einen Weißen Zwerg mit zwei Zehntel und ein Schwarzes Loch mit der tausendfachen Sonnenmasse. Laut ihren Berechnungen würden die Gezeitenkräfte den Sternrest zunächst in eine abgeflachte Form bringen – ähnlich einem Pfannkuchen. Daraus resultieren extreme Druckverhältnisse in seinem Innern, die zu einem starken Anstieg der Temperaturen und schließlich zu Kernreaktionen führen. Bei der darauf folgenden Explosion wird mehr als die Hälfte der Sternmaterie in den Raum geschleudert, während der Rest in Richtung des Schwarzen Lochs fällt. Dort sammelt er sich in einer Akkretionsscheibe, die Röntgenstrahlen aussendet. Und diese sollte mit geeigneten Weltraumteleskopen nachweisbar sein, meinen die Wissenschaftler.

Das von ihnen beschriebene Szenario unterscheidet sich deutlich von der gewöhnlichen Explosion eines Weißen Zwergs in einer Supernova vom Typ Ia. Dabei zieht er Gas von einem Begleitstern ab, bis er einen kritischen Wert von etwa 1,4 Sonnenmassen erreicht. Daraufhin kollabiert der Weiße Zwerg und explodiert. Die Forscher schätzen, dass dieser Typ etwa hundertmal häufiger auftritt als der neu entdeckte.

Schwarze Löcher der Mittelklasse vereinen zwischen fünfhundert und tausend Sonnenmassen in sich. Bislang gibt es für diese Art allerdings viel weniger Hinweise als auf die relativ kleinen stellaren Schwarzen Löcher mit nur wenigen Sonnenmassen und die supermassereichen Exemplare (ein paar Millionen bis Milliarden Sonnenmassen) in den Zentren von Galaxien. (mp)

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