Astrophysiker der Universität Kopenhagen haben ein mysteriöses Phänomen untersucht: Sterne, die plötzlich vom Himmel verschwinden.
Eines Tages wird sich die Sonne so weit ausdehnen, dass sie die Erde verschlingt, bevor sie instabil wird und sich zu einem dichten Weißen Zwerg zusammenzieht. Wäre die Sonne achtmal massereicher, würde sie als Supernova explodieren und Energie und Materie ins All schleudern, wobei sie einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch hinterlässt.
Forscher des Niels-Bohr-Instituts in Kopenhagen haben Beweise dafür gefunden, dass sehr massereiche Sterne ohne Explosion verschwinden können. Ihre Studie legt nahe, dass die Gravitation dieser Sterne so stark ist, dass sie direkt zu Schwarzen Löchern kollabieren.
Alejandro Vigna-Gómez, Hauptautor der Studie, erklärt, dass der Kern eines Sterns unter seinem eigenen Gewicht kollabieren kann und dabei ein Schwarzes Loch entsteht, ohne dass eine Supernova-Explosion stattfindet. Dies könnte das plötzliche Verschwinden einiger kürzlich beobachteter heller Sterne erklären.
Das kürzlich am Rand der Milchstraße beobachtete Doppelsternsystem VFTS 243 ist besonders bemerkenswert. Es enthält einen Stern und ein Schwarzes Loch, das etwa zehnmal massereicher als die Sonne ist. Im Gegensatz zu anderen ähnlichen Systemen zeigt VFTS 243 keine Anzeichen einer vergangenen Explosion, was ungewöhnlich ist.
Astronomen klassifizieren Schwarze Löcher in der Regel in drei Typen: stellare Schwarze Löcher, supermassive Schwarze Löcher und Schwarze Löcher mittlerer Masse. Stellare Schwarze Löcher, wie die in VFTS 243, entstehen, wenn massereiche Sterne kollabieren. Supermassive Schwarze Löcher befinden sich im Zentrum von Galaxien, während Schwarze Löcher mittlerer Masse, die einst theoretisch waren, kürzlich nachgewiesen wurden.
Ansicht des Webb-Weltraumteleskops der Tarantelnebel, wo sich VTFS 243 befindet.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und STScI
Das System VFTS 243 hat keinen signifikanten "Geburtskick", eine typische Beschleunigung orbitaler Objekte nach einer Supernova. Darüber hinaus lässt die nahezu kreisförmige Umlaufbahn des Systems auf das Fehlen einer heftigen Explosion schließen.
Die Forscher analysierten die Beobachtungsdaten, um Anzeichen einer vergangenen Explosion zu finden, entdeckten jedoch nur geringe Beweise. Ihre Analyse deutet darauf hin, dass die beim Kollaps freigesetzte Energie hauptsächlich in Form von Neutrinos vorlag, Teilchen mit geringer Masse, die schwach wechselwirken.
Dieses einzigartige Doppelsternsystem wird als Referenz für zukünftige Studien über Sternentwicklung und Sternekollaps dienen und helfen, theoretische Modelle zu bestätigen. Laut Professorin Irene Tamborra ist dieses System das beste beobachtbare Beispiel für ein Schwarzes Loch, das durch vollständigen Kollaps ohne Supernova-Explosion entstanden ist.
Quelle: Physical Review Letters