Heftiger Strahlungsausbruch zeigt Todeskampf eines Sterns

Schwarzes Loch: Heftiger Strahlungsausbruch zeigt Todeskampf eines Sterns

Ein extrem massereicher Stern wird von einem Schwarzen Loch verschlungen und setzt einen rekordverdächtigen Lichtblitz frei. Nun rätseln Astronomen, wie es dazu kommen konnte.

von Jenna Ahart

Eine künstlerische Darstellung eines astronomischen Phänomens, das an eine Supernova oder einen Lichtausbruch im Weltraum erinnert. Ein heller, leuchtender Punkt in der Mitte strahlt bunte Lichtstrahlen in Rot-, Orange- und Blautönen aus, die sich radial nach außen erstrecken. Der Hintergrund ist dunkel, was den Kontrast zu den leuchtenden Farben verstärkt. — © DrPixel / Getty Images / Moment (Ausschnitt)
Der langsame Verzehr eines Sterns durch ein Schwarzes Loch erzeugte einen Lichtblitz, der auch nach fünf Beobachtungsjahren noch hell leuchtet (Illustration).

Schwarze Löcher können durch »kleine Snacks« einen Energieschub erhalten – und währenddessen immense Mengen an Strahlung freisetzen. Das berichtet ein Team um Matthew Graham vom California Institute of Technology im Fachmagazin »Nature Astronomy«. Die Analysen deuten darauf hin, dass der hellste von einem Schwarzen Loch ausgesendete Lichtblitz, der jemals detektiert wurde, aufflammte, als dieses einen Stern von mindestens 30 Sonnenmassen verschlang. Der Strahlungsausbruch war in der Spitze mehr als zehn Billionen Mal heller als die Sonne und 30-mal heller als alle bisher entdeckten Lichtblitze von Schwarzen Löchern.

Als Astronomen das Objekt im Jahr 2018 zum ersten Mal sahen, war ihnen nicht klar, dass es sich um einen besonders heftigen Strahlungsausbruch handelte, einen sogenannten Superflare. Sie bemerkten zwar, dass das Objekt zunehmend heller wurde, und richteten das 200-Zoll-Hale-Teleskop des Palomar-Observatoriums darauf. Aber ein Diagramm der vom Objekt ausgestrahlten Lichtintensität war zunächst enttäuschend. »Es schien bei Weitem nicht so interessant zu sein, wie wir gedacht hatten«, sagt Astronom und Erstautor Graham.

Im Jahr 2023 stellte das Team jedoch fest, dass das Schwarze Loch auch nach fünf Jahren noch ungewöhnlich hell leuchtete. Also untersuchten die Forschenden es mit dem W.M. Keck Observatory auf Hawaii genauer und stellten fest, dass es rund zehn Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Um aus einer so großen Entfernung so hell zu erscheinen, mussten die Lichtstrahlen besonders leuchtstark gewesen sein.

Die Fachleute untersuchten mehrere mögliche Ursachen für die Helligkeit. Vielleicht hatte sich in der Nähe des Schwarzen Lochs eine Supernova-Explosion ereignet? Oder das Aufleuchten war lediglich eine optische Täuschung – es schien in Wirklichkeit nur heller, als es tatsächlich war, verursacht durch die verzerrende Wirkung der Schwerkraft. Doch das Team stellte fest, dass keine dieser Erklärungen gut zu den Beobachtungen passte.

Die führende Theorie der Autoren lautet, dass ein massereicher Stern sein Ende fand, als er dem Schwarzen Loch zu nahe kam. Während die Schwerkraft des Schwarzen Lochs den Stern zerriss, leuchtete er in einer Art Todeskampf extrem hell auf. Das Team vermutet außerdem, dass der Stern noch nicht vollständig verschlungen wurde – denn der Strahlungsausbruch ist bislang nicht völlig abgeklungen.

Joseph Michail, Astronom am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, ist gespannt, ob die Strahlung allmählich verblasst oder vielleicht erneut aufflammt, wenn das Licht auf umgebendes Gas und Staub trifft. Er glaubt zudem, dass künftige Himmelsdurchmusterungen es Forschern bald ermöglichen könnten, viele weitere solcher Leuchtfeuer zu entdecken. »Derartige Ereignisse werden uns wahrscheinlich bald weniger spektakulär erscheinen«, sagt Michail.

Graham wiederum meint, dass Astronomen noch einige Zeit lang den Himmel beobachten müssen, um die mysteriösen Flares vollständig zu verstehen. Dieses Schwarze Loch ist so weit von unserem Sonnensystem entfernt, dass es etwa sieben Erdjahre dauert, um nur zwei Jahre seiner Aktivität zu beobachten. Die Astronomen sehen also gewissermaßen zu, wie das Schwarze Loch den Stern in Zeitlupe verschlingt – mit nur einem Viertel der tatsächlichen Geschwindigkeit. Um mehr solcher Ereignisse in ihrer Gesamtheit zu erfassen, »braucht es einen sehr langen Atem«, sagt Graham.