Auf dem Gebiet der Schwarzlochforschung passiert immer etwas Neues und Aufregendes. Albert Einstein veröffentlichte 1922 erstmals sein Buch zur Erklärung der Allgemeinen Relativitätstheorie, die Schwarze Löcher beschrieb. Hundert Jahre später erhielten Astronomen echte Bilder des Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße. In einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung beschreibt ein Team von Astronomen eine weitere aufregende neue Entdeckung: das erste „ruhende“ Schwarze Loch, das außerhalb der Galaxie entdeckt wurde.
Ruhende Schwarze Löcher sind Schwarze Löcher, die kein sichtbares Licht aussenden. Als solche sind sie notorisch schwer zu finden. Diese neue Entdeckung ist aufregend, weil sie einen Einblick in die Entstehung und Entwicklung von Schwarzen Löchern gibt. Diese Informationen sind für das Verständnis von Gravitationswellen und anderen astronomischen Phänomenen von entscheidender Bedeutung.
VFTS 243 ist ein binäres System, das heißt, es besteht aus zwei Objekten, die sich um einen gemeinsamen Massenmittelpunkt drehen. Das erste Objekt ist ein sehr heißer blauer Stern mit einer 25-fachen Masse der Sonne, und das zweite ist ein Schwarzes Loch, das 9-mal massereicher ist als die Sonne. VFTS 243 befindet sich im Tarantelnebel in der Großen Magellanschen Wolke, einer Begleitgalaxie der Milchstraße, die sich etwa 163 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.
Das Schwarze Loch in VFTS 243 gilt als ruhend, weil es nichts aussendet. Dies steht in krassem Gegensatz zu anderen binären Systemen, in denen starke Röntgenstrahlung des Schwarzen Lochs aufgezeichnet wird.
Das Schwarze Loch hat einen Durchmesser von etwa 54 km und stellt den energiereichen Stern, der etwa 200 Mal größer ist, in den Schatten. Beide drehen sich schnell um den gemeinsamen Schwerpunkt. Selbst mit den stärksten Teleskopen sieht das System optisch wie ein einziger blauer Punkt aus.
Astronomen vermuten, dass die Milchstraße und die Große Magellansche Wolke Hunderte solcher Doppelsysteme mit Schwarzen Löchern beherbergen, die keine Röntgenstrahlen aussenden. Schwarze Löcher sind am besten zu sehen, wenn sie einem Begleitstern Materie entziehen, ein Prozess, der als „Feeding“ bekannt ist.
Die Fütterung erzeugt eine Scheibe aus Gas und Staub, die das Schwarze Loch umgibt. Wenn das Scheibenmaterial in das Schwarze Loch fällt, erhitzt die Reibung die Akkretionsscheibe auf Millionen Grad. Diese heißen Materiescheiben senden eine Menge Röntgenstrahlen aus. Das erste auf diese Weise entdeckte Schwarze Loch war das berühmte System Swan X-1.
Astronomen wissen seit langem, dass VFTS 243 ein binäres System ist, aber es war unklar, ob das System ein Paar Sterne oder ein Tanz zwischen einem einzelnen Stern und einem Schwarzen Loch ist. Um festzustellen, was wahr ist, verwendete das Team, das das binäre System untersuchte, eine Technik namens spektrale Entwirrung. Diese Methode zerlegt das Licht von VFTS 243 in seine Wellenlängen, ähnlich wie wenn weißes Licht auf ein Prisma trifft und verschiedene Farben erzeugt werden.
Diese Analyse zeigte, dass das Licht von VFTS 243 von einer einzigen Quelle stammte und nicht von zwei getrennten Sternen. In Ermangelung der Strahlung des Begleiters des Sterns war die einzig mögliche Schlussfolgerung, dass der zweite Körper im Doppelsternsystem ein Schwarzes Loch ist und somit das erste ruhende Schwarze Loch, das außerhalb der Milchstraße entdeckt wurde.
Die meisten Schwarzen Löcher mit einer Masse von weniger als 100 Sonnen sind durch den Kollaps eines massereichen Sterns entstanden. Wenn dies geschieht, gibt es oft eine mächtige Explosion, die als Supernova bekannt ist. Die Tatsache, dass sich das Schwarze Loch im System VFTS 243 in einer kreisförmigen Umlaufbahn mit dem Stern befindet, ist ein starker Beweis dafür, dass es keine Supernova-Explosion gab, die das Schwarze Loch sonst aus dem System geschleudert oder zumindest die Umlaufbahn gestört hätte. Stattdessen scheint der Vorläuferstern zu einem Schwarzen Loch zusammengebrochen zu sein, ohne zu explodieren.
Der massereiche Stern im System VFTS 243 wird nur noch 5 Millionen Jahre leben – ein Moment nach astronomischen Maßstäben. Der Tod des Sterns sollte zur Bildung eines weiteren Schwarzen Lochs führen und das System VFTS 243 in ein binäres Schwarzes Loch verwandeln.
Bis heute haben Astronomen etwa 100 Ereignisse entdeckt, bei denen doppelte Schwarze Löcher verschmelzen und Wellen in der Raumzeit erzeugen. Aber wie sich diese binären Schwarzen-Loch-Systeme bilden, ist noch unbekannt, weshalb VFTS 243 und ähnliche noch zu entdeckende Systeme so wichtig für die zukünftige Forschung sind. Vielleicht hat die Natur einen Sinn für Humor, denn Schwarze Löcher, obwohl die dunkelsten Objekte, die es gibt, und die kein Licht aussenden, erhellen stattdessen unser grundlegendes Verständnis des Universums.
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