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WeltraumforschungNeue Erkenntnisse zu Sternentod

Internationale Arbeitsgruppe mit dem Grazer Forscher Robert Greimel veröffentlicht neue Erkenntnisse zu Sternenende bei einem Schwarzen Loch.

Der Sternenhimmel birgt noch viele Geheimnisse © APA/ESO
 

Schwarze Löcher im All sind Orte der Extreme. In ihnen ist die Materie so stark zusammengepresst, dass ihrer Anziehungskraft nichts entkommt. Sterne, die in ihren Sog geraten, werden regelrecht geschreddert. Einblick in die Entwicklung eines sogenannten gezeitenbedingten Zerstörungsereignisses (TDE) haben internationale Forscher bekommen, berichtet nun das US-Fachblatt "Science".

Auf der Suche nach Supernovae im Jahr 2005 entdeckten Seppo Mattila, Miguel Perez-Torres und seine Kollegen - zu denen auch Robert Greimel von der Universität Graz gehört - ein schwaches vorübergehendes Nah-Infrarotsignal in einem Paar kollidierender Galaxien. Die Forscher  vermuteten zuerst, dass sich mit dieser Quelle eine extrem große Supernova oder ein TDE rund um ein schwarzes Loch bemerkbar macht, wie Greimel gegenüber der APA berichtete. "Wir hatten unglaubliches Glück, auf letzteres zu stoßen", so Greimel.

"TDE basieren im Prinzip auf der gleichen Ursache wie die
Gezeiten", erklärte der Grazer Astronom. Die Gravitationskraft des
Mondes zerrt an der dem Mond nähergelegenen Seite an der Materie des Planeten und das Wasser folgt dieser Mondgravitation, während sich das Wasser auf der anderen Seite der Erde vom Mond wegbewegt. Kommt ein Stern einem supermassigen Schwarzen Loch zu nahe, wird er durch die gewaltigen Gezeitenkräfte allerdings buchstäblich zerfetzt.

Die Astronomen haben die von ihnen entdeckte Signalquelle aus der
Galaxie zehn weitere Jahre lang beobachtetet. Dabei offenbarten sich schlüssige Details, die auf die gewaltsame Begegnung zwischen einem Stern und einem Schwarzen Loch, das etwa zwanzig Millionen mal massiver als die Sonne ist, schließen lassen. Der beobachtete Sternentod dürfte sich rund 150 Lichtjahre von der Erde entfernt abgespielt haben.

Es wird vermutet, dass das Material des zerstörten Sterns eine rotierende Scheibe um das Schwarze Loch bildet, die intensive Röntgenstrahlen und sichtbares Licht emittiert, und nach einer Weile auch wieder Teilchenströme mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ausstößt. "Nie zuvor waren wir in der Lage, die Entstehung und Entwicklung eines Jets von einem dieser Ereignisse direkt zu beobachten", schilderte Miguel Perez-Torres vom
Astrophysikalischen Institut von Andalusien in Granada.

Im Verlauf der Monate blieb das neue Objekt bei Infrarot- und Radiowellenlängen hell, nicht aber bei sichtbarem Licht und  Röntgenstrahlen, blickte Seppo Mattila von der Universität von Turku in Finnland zurück. Die Forscher erklärten sich das damit, dass interstellares Gas und Staub in der Nähe des Zentrums der Galaxie die Röntgenstrahlen und das sichtbare Licht absorbieren und dann wieder als Infrarotstrahlung abgestrahlen.

Insgesamt leiteten Mattila und Perez-Torres bei den Beobachtungen ein Team von 36 Wissenschaftern aus der ganzen Welt. Die Beobachtungen mit anderen Radioteleskopen wurden fast über ein Jahrzehnt durchgeführt. Nach sechs Jahren begann der Radio-emittierende Teil eine Verlängerung zu zeigen. Die Expansion nahm zu und dehnte sich in eine Richtung hin aus - genau wie für einen Jet erwartet. Das Material in dem Strahl habe sich mit rund einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Die Energie, die von der TDE freigesetzt wird, wird offenbar vom Staub wieder abgestrahlt, denn, wie die Forscher errechneten, die Leuchtkraft der Staubkomponente stieg nach dem Ausbruch auf das Fünfzehnfache an und die Staubtemperatur ebenso beträchtlich an.

Die Beobachtung von gezeitenbedingten Zerstörungsereignissen mit Infrarot- und Radioteleskopen, wie sie die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Magazins "Science" beschrieben, könnte nur die Spitze des Eisberges von dem sein, was der Forschung bisher vorborgen geblieben war. "Wenn wir mit Infrarot- und Radioteleskopen nach diesen Ereignissen suchen, können wir vielleicht noch viel mehr entdecken und von ihnen lernen", schloss Mattila.

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