Bereits 1979 entdeckte der Amateurastronom Gus Johnson eine Supernova, die etwa 50 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt war, als ein Stern, der etwa 20 Mal so massereich war wie unsere Sonne, zusammenbrach. Seitdem haben Astronomen SN 1979C im Auge, das sich in M 100 im Virgo-Cluster befindet. Aufgrund der Beobachtungen des Chandra-Teleskops haben die Röntgenemissionen des Objekts die Astronomen zu der Annahme veranlasst, dass der Supernova-Überrest zu einem Schwarzen Loch geworden ist. In diesem Fall wäre es das jüngste Schwarze Loch, das in unserer nahe gelegenen kosmischen Nachbarschaft existiert, und würde Astronomen die beispiellose Gelegenheit bieten, die Entwicklung dieser Art von Objekten von Kindesbeinen an zu beobachten.
"Wenn unsere Interpretation korrekt ist, ist dies das nächste Beispiel, bei dem die Geburt eines Schwarzen Lochs beobachtet wurde", sagte der Astronom Daniel Patnaude während einer Pressekonferenz der NASA am Montag. Patnaude ist vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und der Hauptautor eines neuen Papiers.
SN 1970C gehört zu einer Art von Supernova-Explosionen, die als lineare Typ-II- oder Kernkollaps-Supernovae bezeichnet werden und etwa 6% der bekannten Sternexplosionen ausmachen. Während viele neue Schwarze Löcher im fernen Universum zuvor in Form von Gammastrahlen-Bursts (GRBs) entdeckt wurden, ist SN 1979C anders, da es viel näher ist und es unwahrscheinlich ist, dass Kernkollaps-Supernovae mit einem GRB assoziiert werden. Theorien besagen, dass sich die meisten Schwarzen Löcher bilden sollten, wenn der Kern eines Sterns zusammenbricht und kein Gammastrahlenausbruch erzeugt wird. Dies könnte jedoch das erste Mal sein, dass diese Methode zur Herstellung eines Schwarzen Lochs beobachtet wurde.
Es gab eine Debatte darüber, welche Sterngröße ein Schwarzes Loch erzeugen wird, welche Größe einen Neutronenstern erzeugen wird. Die Größe von 20 Sonnenmassen liegt genau an der Grenze zwischen den beiden, sodass Astronomen nicht ganz sicher sind, ob es sich um ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern handelt. Da die Röntgenemissionen dieses Objekts in den letzten 31 Jahren konstant waren, glauben Astronomen, dass dies ein Schwarzes Loch ist, da die Röntgenemissionen beim Abkühlen eines Neutronensterns nachlassen.
Diese Animation zeigt, wie sich in SN 1979C möglicherweise ein Schwarzes Loch gebildet hat. Der Zusammenbruch eines massiven Sterns wird gezeigt, nachdem er seinen Treibstoff aufgebraucht hat. Anschließend wird ein Lichtblitz eines Schocks gezeigt, der die Oberfläche des Sterns durchbricht, gefolgt von einer starken Supernova-Explosion. Die Ansicht zoomt dann in die Mitte der Explosion: Credits: NASA / CXC / A.Hobart
Als Einschränkung, sagte Co-Autor Avi Loeb, dauert es wirklich viel länger als 31 Jahre, um große Veränderungen zu sehen, aber er sagte, dass die Tatsache, dass die Beleuchtung konstant war, Hinweise auf ein Schwarzes Loch gibt.
Obwohl die Beweise auf ein neu gebildetes Schwarzes Loch hinweisen, gibt es einige andere Möglichkeiten, was es sein könnte. Einige haben vorgeschlagen, dass das Objekt ein Magnetar oder eine Druckwelle sein könnte, aber die Beweise zeigen, dass diese beiden Optionen nicht sehr wahrscheinlich sind.
Eine weitere interessante Möglichkeit besteht darin, dass ein junger, sich schnell drehender Neutronenstern mit einem starken Wind aus energiereichen Partikeln für die Röntgenemission verantwortlich sein könnte. Dies würde das Objekt in SN 1979C zum jüngsten und hellsten Beispiel eines solchen „Pulsarwindnebels“ und zum jüngsten bekannten Neutronenstern machen. Der Krabbenpulsar, das bekannteste Beispiel für einen hellen Pulsarwindnebel, ist etwa 950 Jahre alt.
"Ich freue mich über diese Entdeckung, unabhängig davon, ob es sich um ein Schwarzes Loch oder einen Pulsarwindnebel handelt", sagte der Astrophysiker Alex Fillipenko, der an dem Briefing teilnahm. "Ein Pulsarwindnebel wäre interessant, weil er der jüngste ist, der in dieser Kategorie bekannt ist."
"Was wirklich aufregend ist, ist, dass wir zum ersten Mal das genaue Geburtsdatum dieses Objekts kennen", sagte Kim Weaver, ein Astrophyse aus dem Goddard Space Flight Center. "Wir wissen, dass es sehr jung ist und wir wollen beobachten, wie sich das System entwickelt." und ändert sich, wenn es zu einem Kind heranwächst und ein Teenager wird. Noch wichtiger ist, dass wir die Physik verstehen können. Dies ist eine Geschichte der Wissenschaft in Aktion. “
Das Alter des möglichen Schwarzen Lochs hängt natürlich von unserem Standpunkt ab. Da die Galaxie 50 Millionen Lichtjahre entfernt ist, trat die Supernova vor 50 Millionen Jahren auf. Aber für uns hat die Explosion erst vor 31 Jahren stattgefunden.
Lesen Sie das Papier des Teams: Hinweise auf einen Rest eines Schwarzen Lochs im Typ IIL Supernova 1979C
Autoren: D.J. Patnaude, A. Loeb, C. Jones.
Quelle: NASA TV Briefing, NASA
