Die Illustration zeigt einen Stern, der von einem supermassereichen Schwarzen Loch auseinandergezogen und verschluckt wird. Bildrechte: ESO/M.Kornmesser

Verschluckter Stern Jetstrahl aus Schwarzem Loch direkt auf die Erde gerichtet

05. Dezember 2022, 09:02 Uhr

Astronomen haben einen mysteriösen Blitz am Nachthimmel als Jetstrahl aus einem Schwarzen Loch identifiziert, der direkt auf die Erde gerichtet ist. Die extrem starken Radio-, Röntgen- und optischen Signale sind die letzten Spuren eines gestorbenen Sterns. Er wurde vor 8,5 Milliarden Jahren von einem supermassiven Schwarzen Loch in der Mitte des Universums auseinandergezogen und verschluckt.

Knapp 14 Milliarden Jahre existiert unser Universum bereits. Es hatte etwa ein Drittel seines heutigen Alters erreicht, als sich in einer weit entfernten Galaxie eine gigantische Tragödie abspielte. Ein Stern kam einem supermassereichen Schwarzen Loch zu nahe, wurde von dessen enormen Gezeitenkräften auseinandergerissen und innerhalb von zwei Jahren verschlungen. Als "Tidal Disruption Event" (Gezeiten-Zerstörungs-Ereignis), kurz TDE, bezeichnen Astronomen derartige Phänomene.

Plasma- und Strahlungsjets aus Lochpolen

Viele solcher TDEs hat das Universum im Laufe seiner Geschichte gesehen. Doch der Tod der weit entfernten Sonne war etwas Besonderes. Denn die etwa 30.000 Grad Celsius heißen Reste des Sterns wurden als Plasma- und Strahlungsjets von den Polen des rotierenden Schwarzen Loches ausgestoßen. Astronomen gehen davon aus, dass so etwas nur bei etwa einem Prozent aller TDEs im Universum geschieht. Der Pionier der Schwarzen Löcher, John Wheeler, verglich 1971 ein solches spezielles Jet-TDE mit einer "Zahnpastatube, die in der Mitte festgehalten wird, wodurch Materie aus beiden Enden herausspritzt".

Mysteriöse helle Blitze beobachtet

Grafik eines Gezeiten-Zerstörungs-Ereignisses TDE. Bildrechte: Carl Knox – OzGrav, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology

Dass derartige Ereignisse auf der Erde als sichtbares Licht wahrgenommen werden, ist allerdings extrem selten. Vor allem, wenn sie sich in weit entfernten Galaxien abspielen. Und dennoch fingen Astronomen des Zwicky Transient Facility (ZTF) in den USA im Februar 2022 das Lichtsignal des Jet-TDE während einer optischen Durchmusterung des Nachthimmels ein. Sie hielten das Ereignis aus mysteriösen hellen Blitzen, dem sie den Namen AT 2022cmc gaben, aufgrund seiner besonderen Helligkeit erst für einen Gammastrahlenausbruch. Bei Gammastrahlenausbrüchen werden extreme Röntgenstrahlen beim Kollaps massenreicher Sterne freigesetzt. Sie gelten als stärkste Lichtquellen im Universum überhaupt.

8,5 Milliarden Lichtjahre entfernt

Doch eine Entfernungsmessung durch das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile ergab, dass AT 2022cmc mit einer Entfernung von 8,5 Milliarden Lichtjahren das am weitesten entfernte TDE war, das jemals entdeckt wurde. Doch das ist nicht der einzige rekordverdächtige Aspekt, wie der britische Astronom Daniel Perley von der Liverpool University betont: "Bisher wurden die wenigen bekannten Jet-TDEs mit Hilfe von Hochenergie-Gammastrahlen- und Röntgenteleskopen entdeckt, aber dies war die erste Entdeckung eines solchen Objekts während einer optischen Durchmusterung."

Grafik der TDE-Emissionen aus optischen, Röntgen- und Radiostrahlen. Bildrechte: Zwicky Transient Facility/R.Hurt (Caltech/IPAC)

Jet-TDE mit "Dopplerverstärkung"

Dass ein 8,5 Milliarden Lichtjahre entferntes Jet-TDE an unserem Himmel derart hell erscheinen kann, dafür haben die Astronomen nur eine Erklärung: Der Jetstrahl des Schwarzen Loches muss direkt auf die Erde gerichtet sein, wodurch das Lichtsignal heller erscheint, als wenn der Jet in eine andere Richtung zeigen würde. Dieser Effekt wird unter Astronomen als "Dopplerverstärkung" bezeichnet, vergleichbar mit dem verstärkten Klang einer herannahenden Sirene. AT 2022cmc ist übrigens erst der vierte jemals entdeckte TDE mit "Dopplerverstärkung".

Dass AT 2022cmc nicht nur mit seinen optischen und Radiosignalen alle Rekorde sprengte, stellten die Astronomen auch beim Einsatz des Röntgenteleskops Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER) an Bord der Internationalen Raumstation ISS fest. Demnach war das gemessene Röntgensignal 100-mal stärker als das stärkste Nachleuchten eines Gammastrahlenausbruchs. Ihre Studienergebnisse zum Ereignis AT 2022cmc veröffentlichte das internationale Astronomenteam in der Zeitschrift "Nature Astronomy".

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(dn)