Astronomen beobachten “Spaghettifizierung” eines Sterns

Diese Illustration zeigt einen Stern (im Vordergrund), der von einem supermassiven Schwarzen Loch (im Hintergrund) verschlungen und dabei spaghettifiziert wird. (Credit: ESO / M. Kornmesser)
Diese Illustration zeigt einen Stern (im Vordergrund), der von einem supermassiven Schwarzen Loch (im Hintergrund) verschlungen und dabei spaghettifiziert wird. (Credit: ESO / M. Kornmesser)

Astronomen haben die letzten Momente eines Sterns beobachtet, bevor er von einem Schwarzen Loch auseinandergerissen wurde. Das gewaltige Ereignis, ein sogenanntes Tidal Disruption Event, erzeugte einen Lichtblitz in etwa 215 Millionen Lichtjahren Entfernung. Das ist der bislang nächstgelegene Lichtblitz dieser Art. Die Studie wurde in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“Die Theorie, dass ein Schwarzes Loch einen nahen Stern ‘einsaugt’, klingt wie Science-Fiction. Aber genau das passiert bei einem Tidal Disruption Event”, erklärte Matt Nicholl, Lektor und Wissenschaftler der Royal Astronomical Society an der University of Birmingham. Er ist der Hauptautor der neuen Studie.

Um einen detaillierten Blick darauf zu bekommen, wie ein riesiges Schwarzes Loch einen Stern verschlingt, richteten Forscher das Very Large Telescope (VLT) und das New Technology Telescope (NTT) der Europäischen Südsternwarte auf einen neuen Lichtblitz, der letztes Jahr in der Nähe eines supermassiven Schwarzen Lochs erschien. Im Verlauf von sechs Monaten wurden Nachfolgebeobachtungen mit mehreren Teleskopen weltweit durchgeführt, darunter mit dem MMT am Fred Lawrence Whipple Observatory des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Amado (Arizona).

Tidal Disruption Events, bei denen Sterne “spaghettifiziert” werden, sind gewaltig und hell, weshalb sie leicht zu untersuchen sein sollten. “Ein Tidal Disruption Event resultiert aus der Zerstörung eines Sterns, der einem supermassiven Schwarzen Loch zu nahe kam”, sagte der Astronom Edo Berger vom CfA, einer der Autoren der Studie. “In diesem Fall wurde der Stern auseinandergerissen, wobei sich die Hälfte seiner Masse um ein Schwarzes Loch von einer Million Sonnenmassen ansammelte, und die andere Hälfte nach außen geschleudert wurde.”

Diese seltenen Ereignisse sind oft von einem dichten Schleier aus Staub und Trümmern verdeckt, was es Astronomen schwer machte, das Geschehen zu beobachten – bis jetzt. AT2019qiz, das von dem Team untersuchte Tidal Disruption Event, wurde kurz nach der Zerstörung des Sterns entdeckt, wodurch es leichter zu analysieren war.

“Weil wir es früh entdeckt haben, konnten wir den Schleier aus Staub und Trümmern tatsächlich entstehen sehen, als das Schwarze Loch einen großen Materiestrom mit Geschwindigkeiten bis zu 10.000 Kilometern pro Sekunde ausstieß”, sagte Kate Alexander, eine NASA Einstein Stipendiatin an der Northwestern University. “Das ist ein einmaliger Blick hinter den Vorhang, der uns die erste Möglichkeit gab, den Ursprung des Materials festzustellen und in Echtzeit zu verfolgen, wie er das Schwarze Loch einhüllt.”

Das neu entdeckte Tidal Disruption Event wird Wissenschaftlern helfen, supermassive Schwarze Löcher und das Verhalten der Materie in ihrer Umgebung besser zu verstehen. “AT2019qiz ist das bislang nächstgelegene Tidal Disruption Event und deswegen im gesamten elektromagnetischen Spektrum sehr gut beobachtet worden. Dies ist der erste Fall, bei dem wir direkte Belege für abströmendes Gas während der Zerstörung und des Akkretionsprozesses sehen, was die optischen und Radioemissionen erklärt, die wir früher gesehen haben”, sagte Berger. “Bis jetzt wurde die Natur dieser Emissionen heftig debattiert, aber hier sehen wir, dass die beiden Bereiche durch einen einzigen Prozess verbunden sind. Dieses Ereignis gibt Aufschluss über die genauen physikalischen Prozesse der Akkretion und der Massenauswürfe von supermassiven Schwarzen Löchern.”

Abhandlung: “An Outflow Powers the Optical Rise of the Nearby, Fast-Evolving Tidal Disruption Event AT2019qiz” von Nicholl et al, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Quelle

(THK)

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