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Tod eines Sterns in Echtzeit beobachtet:Schwarzes Loch verschlingt Roten Riesen

Erstmals sehen Forscher, wie ein Stern von einem Schwarzen Loch verschlungen wird. Angesichts des spektakulären Dramas beschreiben die Wissenschaftler den Vorgang mit ungewöhnlich blumigen Worten. Sie sprechen von "Verdauung" und von "Fressrausch".

Das Opfer wurde zerfetzt und anschließend vom Täter verschlungen - und die Wissenschaftler waren live dabei. Erstmals haben US-Astronomen in Echtzeit beobachtet, wie ein Schwarzes Loch einen Stern verschluckt hat.

Schwarzes Loch Schwarzes Loch verschluckt Stern Video
Computersimulation

Schwarzes Loch verschluckt Stern

Diese Computersimulation zeigt einen Stern, der von der Anziehungskraft eines großen schwarzen Lochs eingesogen wird.

Es handelt sich vermutlich um ein supermassereiches Schwarzes Loch, das sich in einer 2,7 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie befindet. Schwarze Löcher vermuten Astronomen im Zentrum der meisten Galaxien. Es sind Objekte, deren Schwerkraft so stark ist, dass sogar Licht sie nicht verlassen kann.

Der verschlungene Stern sei vermutlich ein Roter Riese gewesen - eine Sonne, deren Ausmaße im Vergleich zu unserer Sonne gigantisch sind. Seine äußere Hülle hatte der Rote Riese bereits bei einer früheren Begegnung mit dem Schwarzen Loch verloren, schreiben Suvi Gezari von der Johns Hopkins University in Baltimore und ihre Kollegen im Fachmagazin Nature (doi: 10.1038/nature10990).

"Der Stern hat eine Begegnung mit dem Schwarzen Loch knapp überlebt, um in Runde zwei sein unglückliches Ende zu finden", kommentiert Ko-Autor Ryan Chornock vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Die Daten der Forscher stammen vor allem vom Galaxy Evolution Explorer (Galex), einem Weltraumteleskop, das im ultravioletten Bereich des Spektrums misst, und dem Pan-Starrs1-Teleskop auf dem Gipfel des Vulkans Haleakala auf der Hawaii-Insel Maui, das den sichtbaren Bereich abdeckt.

Beide Geräte registrierten im Mai 2010 einen Strahlungsanstieg in einem bestimmten Himmelsbereich, der im Juli seinen Höhepunkt erreichte. Anschließend nahm die Lichtintensität langsam wieder ab, bis sie im September 2011 auf dem Ursprungsniveau angelangt war. Den Astronomen war relativ schnell klar, dass sie etwas Ungewöhnliches beobachteten: Zwar ähnelte die Helligkeitszunahme der bei einer herkömmlichen Sternenexplosion. Anstieg und Abfall waren jedoch zu langsam, als dass das Licht tatsächlich von einer solchen Supernova hätte stammen können.

Alle Messungen zusammengenommen deuteten die Daten vielmehr auf ein sehr viel selteneres Ereignis hin: das Auseinanderreißen eines Sterns durch ein Schwarzes Loch.

Die Forscher stellen sich das Szenario folgendermaßen vor: Der Stern hatte das Schwarze Loch auf einer stark elliptischen Bahn umkreist und kam diesem dann irgendwann so nahe, dass dessen enorme Gravitationskräfte ihn buchstäblich zerrissen.

Ein Teil des dabei freiwerdenden Gases wurde aus der Umlaufbahn herausgeschleudert, der Rest zum Schwarzen Loch hingezogen. Die dabei entstehende Reibung brachte das Gas zum Glühen. Innerhalb des folgenden Jahres verleibte sich das Schwarze Loch die Sternentrümmer schließlich vollständig ein.

"Wir haben den Tod eines Sterns und seine Verdauung in Echtzeit beobachtet", erläuterte Ko-Autor Edo Berger vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, USA, in einer Mitteilung des Instituts.

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Eine Masse wie drei Millionen Sonnen

Das Schwarze Loch besaß den Wissenschaftlern zufolge eine Masse, die der von drei Millionen Sonnen entspricht. Damit gehört es zu den supermassereichen Schwarzen Löchern, die in den Zentren der meisten Galaxien vermutet werden und die von Astronomen erst bemerkt werden, wenn sie Materie schlucken.

Seltenes Schauspiel: Schwarzes Loch verschlingt Stern

Das Bild oben links zeigt die Galaxie 2009 vor dem Ereignis, aufgenommen von Galex. Rechts daneben ist sie am 23. Juni 2010 zu sehen, als die Galaxie 350 Mal mehr ultraviolettes Licht ausstrahlt. Unten links eine Aufnahme des Pan-Starrs1-Teleskops 2009, rechts daneben zeigt ein Bild, wie von Juni bis August 2010 der Kern der Galaxie aufflammt.

(Foto: dpa/Nasa/S. Gezari (JHU)/A. Rest (STScI)/R. Chornock (Harvard-Smithsonian CfA))

Auch über den "gefressenen" Stern können sie einiges sagen: Er enthielt ungewöhnlich wenig Wasserstoff, dafür recht viel Helium. Das deute darauf hin, dass er bereits am Ende seines Lebens angelangt und zu einem aufgeblähten Roten Riesen geworden war, schreibt das Team.

"Über Schwarze Löcher hält sich in der Öffentlichkeit wie über Haie die falsche Vorstellung, dass sie ständig aktive Killermaschinen seien", sagt Chornock. "Eigentlich sind sie die meiste Zeit ihres Lebens ruhig. Gelegentlich wandert ein Stern zu dicht an sie heran und ein Fressrausch beginnt."

Es ist nicht das erste Mal, dass Astronomen Zeugen werden, wie ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt. Meist werden diese seltenen Ereignisse jedoch erst bemerkt, wenn sie schon fortgeschritten sind. Das Besondere an der aktuellen Beobachtung ist, dass die Forscher den Prozess von Anfang an beobachten konnten.