Astrophysiker beobachten erstmals, wie ein Schwarzes Loch einen Stern frisst

Schwarze Löcher sind die geheimnisvollsten und gleichzeitig schaurig-schönsten Phänomene unseres Universums. Innerhalb jeder Galaxie soll es ein solches unsichtbares Monster geben, das in seinem ständigen Hunger jegliche Materie in seiner Nähe auf Nimmerwiedersehen verschlingt. Nun beobachteten Astrophysiker zum ersten Mal, wie ein Schwarzes Loch einen Stern verspeist und danach einen immensen kosmischen Plasma-Rülpser ausstößt.

Bisher wurde angenommen, dass aufgrund der extrem starken Gravitationskraft im Inneren nichts und niemand aus einem Schwarzen Loch wieder entkommen kann. Stephen Hawking widersprach dieser Annahme erst dieses Jahr, indem er sich auf die nach ihm benannte Hawking-Strahlung berief, und postulierte, dass Information am Ereignishorizont eines Schwarzen Loches kleben bleiben kann und somit nicht unbedingt in die unendliche Tiefe verschlungen wird. Auch andere Astrophysiker hatten bereits Vorhersagen getroffen, dass Gasriesen, die von einem Schwarzen Loch in den Tod gerissen werden, einen letzten glühenden Abschiedsstrahl aus hochbeschleunigten Teilchen an den Rest des Universums absondern.

Ein internationales Team von Astrophysikern der Johns Hopkins University in Baltimore unter der Leitung von Sjoert van Velzen hat diese Annahmen jetzt durch radioteleskopische Beobachtungen bestätigt und veröffentlichte die Ergebnisse im Wissenschaftsfachblatt Science. „Solche Ereignisse sind extrem selten", erklärte van Velzen. „Es ist das erste Mal, dass wir alles beobachten können, von der Zerstörung des Sterns bis zum Ausstrahlen eines kegelförmigen Jets—wir haben das über Monate verfolgt."

Als van Velzen erfuhr, dass ein Team der Ohio State University mittels eines optischen Teleskops auf Hawaii einen 300 Millionen Lichtjahre entfernten Stern entdeckt hatte, der in die Gravitationsanziehung eines Schwarzen Lochs geraten war, kontaktierte er seine Kollegen der Astrophysik in Oxford. Die Forscher richteten daraufhin zahlreiche erdbasierte und Weltraumteleskope auf den kosmischen Todeskampf aus und konnten gerade rechtzeitig beobachten, wie ein Stern von einem Schwarzen Loch angezogen und den enormen Gezeitenkräften zerrissen wurde und schlussendlich einen Jet hochbeschleunigter Teilchen ausstieß.

Gezeitenkräfte werden durch die Gravitationswirkung eines Schwarzen Loches verursacht, wenn ein Himmelskörper zu nah an den Ereignishorizont herankommt. Der Stern oder Planet wird dann stark deformiert—und, sobald die Kräfte des Schwarzen Lochs die Selbstgravitation des Himmelskörpers dominieren, sogar zerrissen. In solch einem Szenario rechnete man bisher mit einem deutlichen Aufflackern im hochenergetischen Bereich der elektromagnetischen Strahlung, einer sogenannten Röntgenflare. Allerdings waren die Astrophysiker für den Nachweis dieses Phänomens immer zu spät.

Doch dank der Geistesgegenwart van Velsens erlebten die Astrophysiker diesmal das gesamte Schauspiel über Monate hinweg und dokumentierten es durch Aufnahmen in einem Spektrum verschiedener Wellenlängen von sichtbarem Licht, Röntgenstrahlen und Radiowellen. Die ausführliche Studie des spektakulären Sternentodes zeigt nun, dass die Theorie des Röntgenflares als verifiziert angesehen werden kann.

„Die Zerstörung eines Sterns durch ein Schwarzes Loch ist wunderbar kompliziert und wir sind weit davon entfernt, es schon verstanden zu haben", so van Velsen. „Aus unseren Beobachtungen haben wir gelernt, dass die Ströme stellarer Trümmer sehr schnell einen Jet ausbilden können – das ist hilfreich, um eine Theorie solcher Ereignisse erstellen zu können."