Ein Teleskop späht in die Dunkelheit des Weltraums. Plötzlich erscheint ein strahlender Lichtblitz, der vorher nicht da war. Was könnte es sein? Eine Supernova? Zwei massiv dichte Sterne, die miteinander verschmelzen? Vielleicht ein Gammastrahl?
Vor fünf Jahren bemerkten Forscher, die das ROTSE IIIb-Teleskop am McDonald Observatory verwendeten, genau ein solches Ereignis. Aber weit davon entfernt, Ihre gewöhnliche Sternexplosion oder Neutronensternfusion zu sein, glauben die Astronomen, dass diese winzige Fackel tatsächlich ein Beweis für ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer fernen Galaxie war, das einen Stern in Stücke reißt .
Die Astronomen von McDonald hatten im Rahmen des ROTSE Supernova Verification Project (SNVP) jahrelang das Teleskop verwendet, um den Himmel nach solchen entstehenden Blitzen abzusuchen. Und auf den ersten Blick sah das Ereignis Anfang 2009, das die Forschungen mit dem Spitznamen „Dougie“ bezeichneten, genauso aus wie viele der anderen Supernovae, die sie im Verlauf des Projekts entdeckt hatten. Mit einer lodernden absoluten Helligkeit von 22,5 passte das Ereignis genau in die Klasse der superleuchtenden Supernovae, mit denen die Forscher bereits vertraut waren.
Aber im Laufe der Zeit und mehr Daten über Dougie kamen die Astronomen, um ihre Meinung zu ändern. Röntgenbeobachtungen mit dem umlaufenden Swift-Satelliten und optische Spektren von McDonalds Hobby-Eberly-Teleskop ergaben eine sich entwickelnde Lichtkurve und chemische Zusammensetzung, die nicht zu Computersimulationen superleuchtender Supernovae passten. Ebenso schien Dougie keine Neutronensternfusion zu sein, die viel schneller als beobachtet die maximale Leuchtkraft erreicht hätte, oder ein Gammastrahlenausbruch, der selbst in einem Winkel im Röntgenlicht viel heller erschienen wäre .
Dies ließ nur eine Option übrig: ein sogenanntes "Gezeitenstörungsereignis" oder das Gemetzel und die Spaghettifizierung, die auftreten, wenn ein Stern zu nahe am Horizont eines Schwarzen Lochs wandert. J. Craig Wheeler, Leiter der Supernova-Gruppe an der University of Texas in Austin und Mitglied des Teams, das Dougie entdeckte, erklärte, dass die Schwerkraft eines Schwarzen Lochs auf kurze Distanz einen viel stärkeren Zug auf die Seite des Sterns ausübt, der ihm am nächsten liegt es als es auf der gegenüberliegenden Seite des Sterns tut. Er erklärte: "Diese besonders großen Gezeiten können stark genug sein, dass Sie den Stern in eine Nudel ziehen."
Das Team verfeinerte seine Modelle der Veranstaltung und kam zu einem überraschenden Ergebnis: Nachdem das Schwarze Loch Dougies herausragendes Material etwas schneller eingezogen hatte, als es verarbeiten konnte, „erstickte“ es jetzt an seiner neuesten Mahlzeit. Dies liegt an einem astrophysikalischen Prinzip namens Eddington Limit, das besagt, dass ein Schwarzes Loch einer bestimmten Größe nur so viel unfehlbares Material verarbeiten kann. Nachdem diese Grenze erreicht wurde, übt jede zusätzliche Aufnahme von Materie mehr Druck nach außen aus, als die Schwerkraft des Schwarzen Lochs ausgleichen kann. Dieser Druckanstieg hat eine Art Rückpralleffekt, der zusammen mit Wärme und Licht Material von der Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs abwirft. Ein solcher Energiestoß macht zumindest einen Teil von Dougies Helligkeit aus, zeigt aber auch, dass der ursprüngliche sterbende Stern - ein Stern, der unserer eigenen Sonne nicht unähnlich ist - nicht kampflos unterging.
In Kombination dieser Beobachtungen mit der Mathematik der Eddington-Grenze schätzten die Forscher die Größe des Schwarzen Lochs auf etwa 1 Million Sonnenmassen - ein eher kleines Schwarzes Loch im Zentrum einer eher kleinen Galaxie, drei Milliarden Lichtjahre entfernt. Entdeckungen wie diese ermöglichen es Astronomen nicht nur, die Physik der Schwarzen Löcher besser zu verstehen, sondern auch die Eigenschaften ihrer oft unscheinbaren Heimatgalaxien. Immerhin überlegte Wheeler: "Wer wusste, dass dieser kleine Kerl ein schwarzes Loch hat?"
Um einen simulierten Einblick in Dougie zu erhalten, sehen Sie sich die erstaunliche Animation unten an, die von Teammitglied James Guillochon zur Verfügung gestellt wurde:
Die Forschung wird in der diesmonatigen Ausgabe des Astrophysical Journal veröffentlicht. Ein Vordruck des Papiers ist hier verfügbar.
