Tidal-Disruption-Event Astronomen beobachten: Schwarzes Loch verschlingt Stern

Forscher haben zum ersten Mal quasi live beobachtet, wie ein Stern von der Größe unserer Sonne von einem Schwarzen Loch zerrissen und verschlungen wurde.

Künstlerische Darstellung eines Sterns, der in ein Schwarzes Loch hineinfällt. Der Stern wird in ein langes, helles Band gezogen und wie ein Ring um das Loch herumgezerrt.
Künstlerische Darstellung eines Sterns, der in ein Schwarzes Loch hineinfällt. Bildrechte: ESO/M. Kornmesser

Etwa ein halbes Jahr lang haben Astronomen das Zentrum einer Spiralgalaxie im Sternbild Eridanus beobachtet. Dort, in nur 215 Millionen Lichtjahren Entfernung, konnten sie zum ersten Mal im Detail studieren, wie ein Stern in ein Schwarzes Loch fällt. Darüber berichtet das Forscherteam jetzt in der Fachzeitschrift „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.

Beim Zerreißen des Sterns wird extrem viel Energie frei

Ein Stern, der von einem Schwarzen Loch „verschlungen“ wird, das klinge wie Science Fiction, sei aber Wirklichkeit im Universum, sagt Matt Nicholl, Astronom an der Universität in Birmingham in England und leitender Autor der neuen Studie. Astronomen nennen das Phänomen Tidal-Disruption-Event (TDE), zu deutsch also Gezeiten-Zerstörungs-Ereignis. Dabei kommt ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe, wird durch dessen Schwerkraft zerrissen und in ein schmales Band spaghettifiziert, das dann Stück für Stück in das Schwarze Loch hineinfällt.

Als Gezeitenkräfte bezeichnen Astrophysiker die Verformungskraft durch die Schwerkraft unterschiedlicher Körper. Auf der Erde sind die Gezeitenkräfte von Erde, Mond und Sonne am sichtbarsten durch den Wechsel von Ebbe und Flut. Die entstehen, weil die Meere von Mond und Sonne angezogen werden. Gezeiten

Beim Zerreißen des Sterns wird viel Energie in Form von Strahlung und sichtbarem Licht frei. Normalerweise ist das Ereignis selbst aber sehr schwer zu beobachten, weil der sterbende Stern sein Material auch in die Umgebung schleudert. Dort verstellt es dann in der Form von Staub und Trümmern den Blick auf das Event selbst. Im jetzt beschriebenen Fall hatten die Astronomen aber Glück: Die sahen das Event bereits kurz nach der Spaghettifizierung und konnten so den gesamten Ablauf beobachten.

Stern hatte in etwa die Größe der Sonne

Die Forscher nutzten das Very Large Telescope (VLT) und das New Technology Telescope (NTT) der Europäischen Südsternwarte (ESO). Sie wollten wissen, ob sich ein TDE in der Wirklichkeit so verhält, wie von den Theorien vorausgesagt wurde. Tatsächlich konnten sie sehen, wie die Leuchtkraft des Ereignisses zu- und dann wieder abnahm, weil Trümmer in das Blickfeld gerieten.

"Die Beobachtungen zeigten, dass der Stern ungefähr die gleiche Masse wie unsere eigene Sonne hatte und dass er etwa die Hälfte davon an das Monster-Schwarze-Loch verlor, das über eine Million Mal massereicher ist", sagt Nichol.

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Das Schwarze Loch M 87* im geometrischen Modell und aufgenommen von EHT-Teleskopen in den Jahren 2009 bis 2017. Der Durchmesser der Ringe ist gleich, nur die hellen Stellen variieren. mit Video
Das Schwarze Loch M 87* im geometrischen Modell und aufgenommen von EHT-Teleskopen in den Jahren 2009 bis 2017. Der Durchmesser der Ringe ist gleich, nur die hellen Stellen variieren. Bildrechte: M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration