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Helle Lichtquelle am Himmel entpuppt sich als schwarzes Loch im „Hyper-Fressrausch“

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Von: Tanja Banner

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Astronominnen und Astronomen haben eine neue Lichtquelle am Himmel als ein schwarzes Loch identifiziert, das einen Stern verschlingt und dabei einen Energiestrahl Richtung Erde bläst. (Künstlerische Darstellung)
Astronominnen und Astronomen haben eine neue Lichtquelle am Himmel als ein schwarzes Loch identifiziert, das einen Stern verschlingt und dabei einen Energiestrahl Richtung Erde bläst. (Künstlerische Darstellung) © Dheeraj Pasham, Matteo Lucchini, and Margaret Trippe

Nach der Untersuchung einer neuen, sehr hellen Lichtquelle am Himmel stellen Forschende fest: Es handelt sich um ein schwarzes Loch im „Hyper-Fressrausch“.

Cambridge – Forschende aus aller Welt haben ein im Februar 2022 entdecktes, plötzlich aufgetauchtes helles Licht am Himmel untersucht und sind dabei auf eine Überraschung gestoßen: Bei der neuen Lichtquelle handelte sich nicht um einen Gammastrahlenausbruch – die stärkste Lichtquelle im Universum – sondern um ein schwarzes Loch, das einen Stern verschlingt.

Gerät ein Stern zu nah an ein schwarzes Loch, wird er von diesem in dünne Fäden zerrissen – dieser Vorgang wird auch „Spaghettifizierung“ genannt. Der gesamte Prozess heißt „Tidal Disruption Event“ (TDE, auf Deutsch etwa „Gezeiten-Sternzerrissereignis“). Das schwarze Loch verschlingt dabei einen Teil der Sternen-Materie sofort, das restliche stellare Material umkreist das schwarze Loch und wird nach und nach verschlungen.

Schwarzes Loch verschlingt Stern und schleudert Strahlung Richtung Erde

In seltenen Fällen entstehen bei einem solchen TDE Jets – extrem beschleunigtes Plasma und energiereiche Strahlung, die in zwei Strahlen ins Weltall hinausschießen. Zuletzt konnten Fachleute 2011 solche Jets beobachten. „Wir haben bisher nur eine Handvoll dieser Jet-TDEs gesehen, und sie bleiben sehr exotische und schlecht verstandene Ereignisse“, erklärt der Forscher Nial Tanvir (University of Leicester) in einer Mitteilung.

Doch von vorne: Im Februar 2022 entdeckte das US-Teleskop Zwicky Transient Facility (ZTF) am Himmel eine neue Quelle sichtbaren Lichts. Fachleute rätselten über das plötzlich am Himmel aufgetauchte Strahlungsereignis AT2022cmc und machten Astronominnen und Astronomen in aller Welt darauf aufmerksam. Zahlreiche Teleskope, die den Himmel in unterschiedlichsten Wellenlängen beobachten können, wurden auf das helle Licht angesetzt.

Schwarzes Loch ist 8,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt

Die gesammelten Daten wurden anschließend von Forschenden auf der ganzen Welt ausgewertet – sie entdeckten erstaunliches: Die Lichtquelle ist ein Jet, den ein schwarzes Loch in einer Entfernung von 8,5 Milliarden Lichtjahren ausgestoßen hat. Eine kaum vorstellbare Entfernung: Als das Licht seine Reise begann, war das Universum etwa ein Drittel so alt wie heute. „Dieses spezielle Ereignis war 100 Mal stärker als das stärkste Nachleuchten eines Gammastrahlenausbruchs“, erklärt Dheeraj Pasham in einer Mitteilung des MIT. „Es war etwas Außergewöhnliches“, betont der Co-Autor einer Studie zu dem Ereignis AT2022cmc.

Das Ereignis AT2022cmc gilt mittlerweile als das fernste Gezeiten-Sternzerrissereignis, das bisher beobachtet und als das erste, das mit optischen Mitteln entdeckt wurde. „Weil der Jet auf uns gerichtet ist, ist das Ereignis viel heller, als es sonst erscheinen würde, und über einen größeren Bereich des elektromagnetischen Spektrums sichtbar“, erklärt der Astronom und Studien-Mitautor Giorgos Leloudas (DTU Space in Dänemark).

Jets eines schwarzen Lochs bewegen sich fast mit Lichtgeschwindigkeit

Die Forschenden fanden außerdem heraus, dass sich der Jet mit 99,99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Um einen solch intensiven Jet zu produzieren, muss sich das schwarze Loch in einer extrem aktiven Phase befinden – Forscher Pasham nennt es „Hyper-Fressrausch“ und erklärt, was passiert: „Es verschlingt den Stern wahrscheinlich mit einer Geschwindigkeit von einer halben Sonnenmasse pro Jahr.“

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Fachleute sind sich sicher, dass es in jeder Galaxie ein supermassereiches schwarzes Loch gibt und, dass diese in den ersten Millionen Jahren des Universums sehr schnell entstanden sind. „Das zeigt uns, dass sie sehr schnell fressen, wir wissen jedoch nicht, wie dieser Prozess funktioniert“, erklärt Matteo Lucchini vom MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research und Co-Autor einer Studie zu AT2022cmc. „Eine Quelle wie ein TDE kann deshalb ein sehr gutes Beispiel dafür sein, wie der Prozess vonstattengeht“, so der MIT-Forscher.

Die Entdeckung des schwarzen Lochs, das einen Stern verschlingt und einen Jet in Richtung Erde schickt, wird in zwei Studien beschrieben, die in den Fachmagazinen Nature und Nature Astronomy veröffentlicht wurden. (tab)

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