Tod durch „Spaghettisierung“: ESA beobachtet letzte Momente eines sterbenden Sterns

Astronomen haben mit Teleskopen der Europäischen Südsternwarte (ESO) einen seltenen Lichtblitz von einem Stern entdeckt, der von einem supermassereichen schwarzen Loch zerrissen wurde. Während dieses Prozesses fällt ein Teil des Materials in das Schwarze Loch und setzt einen hellen Energiestrom frei. Dieser wiederum kann von Astronomen nachgewiesen werden.

Das Phänomen, das als Tidal Disruption Event – auf Deutsch etwa Gezeitenstörung – oder „Spaghettisierung“ bekannt ist, fand in nur 215 Millionen Lichtjahren Entfernung statt und ist das naheste seiner Art. Weil die Forscher rechtzeitig Hinweise fanden, konnten sie den Ablauf in bisher noch nie dagewesener Ausführlichkeit untersuchen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie Mitte Oktober in den „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.

„Spaghettisierung“: Ferner Stern wird zu Science-Fiction-Nudeln

„Die Vorstellung, dass ein schwarzes Loch einen nahen Stern ‚ansaugt’, klingt wie Science Fiction. Aber genau das passiert bei einem Tidal Disruption Event“, sagte Matt Nicholl, Dozent und Forschungsstipendiat der Royal Astronomical Society an der Universität Birmingham, Großbritannien. Aber diese Spaghettisierung, die ein Stern erfährt, wenn er von einem schwarzen Loch verschluckt wird, sei selten.

Astronomen wissen, was theoretisch passieren sollte. „Wenn ein unglückseliger Stern zu nahe an ein supermassereiches schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie wandert, zerreißt die extreme Gravitation des schwarzen Lochs den Stern in dünne Fäden aus Materie“, erklärte Mitautor Thomas Wevers. Wenn einige dieser dünnen Stränge in das schwarze Loch fallen, wird eine beachtliche Menge Energie frei. Mit etwas Glück können Astronomen diese als Blitze wahrnehmen.

Auf ein eben solches, im letzten Jahr entdecktes Signal richteten die Forscher mehrere Boden- und Weltraumteleskope. Doch trotz der Helligkeit der Blitze hatten Astronomen bisher Schwierigkeiten bei der Untersuchung.

„Wir haben herausgefunden, dass ein schwarzes Loch, wenn es einen Stern verschlingt, in einem starken Ausbruch Material nach Außen schleudern kann, das uns die Sicht versperrt“, erklärt Samantha Oates, ebenfalls von der Universität Birmingham. Dies geschieht, weil die freigesetzte Energie die Trümmer des Sterns nach außen treibt. „Wir richteten sofort eine Reihe von Teleskopen in diese Richtung, um die Quelle des Lichts zu ermitteln“, so Wevers.

Glück im Unglück – für Astronomen

Die Entdeckung war möglich, weil „AT2019qiz“, so der offizielle Name, bereits kurz nach dem Auseinanderreißen des Sterns gefunden wurde. „Weil wir ihn früh erwischt haben, konnten wir tatsächlich beobachten, wie sich der Vorhang aus Staub und Trümmern aufbaute, als das Schwarze Loch einen mächtigen Ausstoß von Material mit Geschwindigkeiten von bis zu 10.000 Kilometer pro Sekunde auslöste“, sagt Kate Alexander, Stipendiatin an der Northwestern University (USA). Weiter sagte sie:

Dieser einzigartige ‚Blick hinter den Vorhang‘ bot die erste Gelegenheit, den Ursprung des verdunkelnden Materials zu lokalisieren und in Echtzeit zu verfolgen, wie es das schwarze Loch einhüllt.“

Über sechs Monate beobachteten die Astronomen das Ereignis in der Spiralgalaxie im Sternbild Eridanus. Während dessen nahm die Leuchtkraft erst zu bevor sie anschließend verblasste. In den folgenden Monaten beobachteten Wissenschaftler das Ereignis mehrfach mit verschiedenen Instrumenten.

Beobachtungen im ultravioletten, optischen, Röntgen- und Radiolicht zeigten zum ersten Mal eine direkte Verbindung zwischen dem aus dem Stern ausströmenden Material und dem hellen Aufleuchten, wenn es von dem schwarzen Loch verschlungen wird.

„Die Beobachtungen zeigten, dass der Stern ungefähr die gleiche Masse wie unsere eigene Sonne hatte. Etwa die Hälfte davon verlor er an das schwarze Loch“, erklärte Nicholl.

(Mit Material der Europäischen Südsternwarte und der Universität von Birmingham)