Neues Wissen zu schwarzem Loch Wenn die Supernova plötzlich "blinkt"
11.01.2024, 16:58 Uhr Artikel anhören
Am Ende ihres Lebens explodieren massereiche Sterne - es kommt zu einer Supernova.
(Foto: picture alliance / Zoonar)
Es ist der Höhepunkt jahrzehntelanger Beobachtung und Theorie: Im vergangenen Jahr gelingt es Forschenden, den Ablauf einer Supernova vollständig zu beobachten. In ihrer Analyse stoßen sie dabei auf Erstaunliches und lösen ein weiteres Rätsel um das Mysterium schwarzer Löcher.
Forschende haben erstmals einen direkten Zusammenhang zwischen Supernovae und der Entstehung von schwarzen Löchern und Neutronensternen entdeckt. Ihnen gelang es, das seltene Spektakel in rund 75 Millionen Lichtjahren Entfernung zu beobachten. Dabei entdeckten sie nie gesehene Lichtveränderungen, welche laut einer im britischen Magazin "Nature" veröffentlichen Studie neue Beweise für die Entstehung schwarzer Löcher liefert.
Wenn ein Stern seinen Vorrat an Brennmaterial verbraucht hat, "stirbt" er. Die eigene Schwerkraft wird so stark, dass der Stern kollapsartig in sich zusammenfällt. Geschieht dies mit massereichen Sternen, kommt es zu einer großen Explosion - der Supernova. Übrig bleibt danach nur der extrem dichte Kern des Sterns. Je nach Masse kann dieser Überrest ein Neutronenstern sein, also ein Objekt, das so dicht ist, dass ein Teelöffel seines Materials auf der Erde etwa eine Billion Kilogramm wiegen würde. Oder er wird zu einem schwarzen Loch - einem Objekt, aus dem nichts entweichen kann, nicht einmal Licht.
Lange Zeit wurde in unserer Milchstraße keine Supernova mehr gesehen. Hinweise auf die Abläufe einer Explosion von massereichen Sterne gibt es zwar bereits. In Echtzeit beobachtet wurde die damit zusammenhängende Entstehung schwarzer Löcher jedoch nie. "In unserer Arbeit stellen wir eine solche direkte Verbindung her", sagte der Hauptautor der Studie, Ping Chen. Denn im Mai 2022 hatten Forschende endlich Glück. In der rund 75 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 157 entdeckten sie die Supernova 2022jli. Bei der Untersuchung der Folgen stießen sie auf Erstaunliches.
Supernova verhält sich eigenartig
Nach der Explosion nimmt die Helligkeit der meisten Supernovae mit der Zeit für gewöhnlich ab; Astronomen beobachten dabei einen sanften, allmählichen Rückgang in der "Lichtkurve" der Explosion. SN 2022jli tat jedoch etwas anderes. Nach ihrem Höhepunkt verblasste sie nicht gleichmäßig, sondern veränderte ihre Helligkeit. Während der 200 Tage, die die Wissenschaftler die Supernova verfolgten, wurde sie alle 12 Tage heller, um dann in ihrer Helligkeit allmählich wieder abzunehmen. "Dies ist das erste Mal, dass wiederholte periodische Schwingungen über viele Zyklen hinweg in einer Supernova-Lichtkurve nachgewiesen werden konnten", sagte Astrophysiker Thomas Moore in einer Studie aus dem vergangenen Jahr.
Die meisten Sterne, so vermuten die Astronomen, sind keine Einzelgänger, sondern haben Begleitsterne. Der Stern SN 2022jli hatte wahrscheinlich ebenfalls einen Begleiter - einen, der die Supernova überlebte und in einer Umlaufbahn mit dem nun explodierten Objekt blieb.
"Unsere Forschung ist wie ein Puzzle"
Laut Studie sind die Helligkeitsänderungen wahrscheinlich auf eine Wechselwirkung zwischen dem Überrest von SN 2022jli und dem Begleitstern zurückzuführen. Als die SN 2022jli ihr äußeres Material ausstieß, blähte sie den Begleitstern mit Wasserstoff auf. Als dann der kompakte Sternrest, der nach der Explosion zurückblieb, auf seiner Umlaufbahn durch die Atmosphäre des Begleitsterns raste, raubte er diesem das Wasserstoffgas und bildete eine heiße Materiescheibe um sich herum, die das Glühen verursachte.
Ob das Objekt nun ein schwarzes Loch oder ein Neutronenstern ist, ist unklar. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass es sich um eines von beiden handelt. Damit ist SN 2022jli die erste Supernova, bei der die Astronomen die Entstehung eines kompakten Objekts in Echtzeit beobachten konnten. "Unsere Forschung ist wie das Lösen eines Puzzles, indem wir alle möglichen Beweise sammeln", sagt Chen. "All diese Teile, die sich aneinanderreihen, führen zur Wahrheit."
Quelle: ntv.de, lno
