Das ruhende Schwarze Loch in der Großen Magellanschen Wolke ist Experten zufolge das erste, das außerhalb der Milchstraße entdeckt wurde. Zudem sei sie offenbar durch einen „direkten Kollaps“ entstanden, also ohne begleitende Supernova-Explosion, schreiben sie im Fachblatt „Nature Astronomy“.
Verschiedene Typen
Experten vermuten, dass es Milliarden von stellaren Schwarzen Löchern in der Milchstraße und benachbarten Galaxien, der “lokalen Gruppe”, gibt. Es sind jedoch nur wenige bekannt, insbesondere solche, die mit einem anderen Stern ein Doppelsystem bilden. Dann saugen Schwarze Löcher mit ihrer starken Anziehungskraft oft Materie von ihrem Partnerstern ab. Bevor dieses Gas in das Schwarze Loch fällt, erwärmt es sich und gibt dann Strahlung im hochenergetischen Röntgenbereich ab, wodurch die Anwesenheit des Schwarzen Lochs sichtbar wird.
„Stellare Schwarze Löcher sind die Überreste großer Sterne, die ursprünglich mehr als das 15-fache der Masse unserer Sonne hatten“, erklärte Teamleiter Tomer Shenar von der Universität Amsterdam. Wenn dieser Stern seine nukleare Energieversorgung erschöpft hat, kollabiert er unter seiner eigenen Anziehungskraft in ein Schwarzes Loch. Meistens wird diese Katastrophe von einer Supernova-Explosion begleitet, bei der ein Teil der Sternmaterie ins All geschleudert wird.
Tatsächlich sollte es auch viele ruhende Schwarze Löcher geben, die nicht von Materie beeinflusst werden. Shenar und Kollegen haben mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile auf fast tausend massereiche Sterne in der Region des Tarantula-Nebels in der Großen Magellanschen Wolke gezeigt, um nach möglichst ruhigen Schwarzen Löchern zu suchen.
ESO Tarantelnebel
Heck VFTS 243
Das Team hat endlich das Gold: Sie fanden eine aufschlussreiche periodische Bewegung um den heißen blauen Stern VFTS 243. Der Stern, der die 24-fache Masse der Sonne enthält, bildet offenbar mit einem anderen Objekt mit mindestens neun Sonnenmassen ein nahes Doppelsternsystem . Die beiden Objekte rotieren alle 10,4 Tage miteinander.
Das zweite Objekt selbst ist vollständig unsichtbar. Die Forscher suchten im Licht von VFTS 243 erfolglos nach der Strahlung eines anderen Sterns. „Aus der Masse des unsichtbaren Objekts folgt, dass es sich um ein Schwarzes Loch handeln muss“, erklärten Shenar und Kollegen. Und dieses Schwarze Loch ist auch stumm, es sendet auch keine Röntgenstrahlen aus, was es erstmals möglich gemacht hätte, ein Schwarzes Loch so außerhalb der Milchstraße nachzuweisen, ein wichtiger Schritt, um abzuschätzen, wie viele solcher Objekte es gibt .
Format ohne Supernova
Doch der dunkle Begleiter von VFTS 243 hatte noch eine weitere Überraschung parat: Die Bahnen des Binärsystems sind scheinbar fast kreisförmig. Wenn jedoch ein stellares Schwarzes Loch entsteht, wenn der sinkende Stern seine äußere Hülle in den Weltraum ausstößt, geschieht dies nicht symmetrisch. Dies gibt dem Schwarzen Loch einen starken Schub und bringt es auf eine stark elliptische Umlaufbahn. Im Extremfall kann das Schwarze Loch sogar aus der Bahn geschleudert werden.
Die überraschend kreisförmige Umlaufbahn deutet darauf hin, dass sich das Schwarze Loch in VFTS 243 ohne eine Supernova-Explosion gebildet hat. „In letzter Zeit gab es Hinweise auf ein solches direktes Zusammenbruchszenario“, erklärte Shenar. „Aber unsere Studie liefert dafür wahrscheinlich einen der bisher direktesten Hinweise.“