Grafische Interpretation des Systems aus Schwarzem Loch (l.) und WR-Stern (Illu.) | Copyright: ESO/L. CalçadaParanal/ Chile - Mit dem "Very Large Telescope" (VTL) haben Astronomen der Europäischen Südsternwarte (ESO) in einer fernen Galaxie das bislang am weitesten entfernte stellare Schwarze Loch entdeckt. Mit der mehr als fünfzehnfachen Masse unserer Sonne ist es zugleich das zweitgrößte stellare Schwarze Loch, das bislang entdeckt wurde. Verbunden ist das Schwarze Loch mit einem Stern, der schon bald selbst zu einem Schwarzen Loch werden wird.
Stellare Schwarze Löcher markieren den Endzustand des Lebenszyklus von Sternen deren Anfangsmasse acht Sonnenmassen übersteigt. Am Ende ihres Lebens explodieren diese Sterne dann in einer Kernkollaps-Supernova. Besitzt der zurückbleibende Sternenrest noch mehr als 2,5 Sonnenmassen, kollabiert er zu einem stellaren Schwarzen Loch.
Das neuentdeckte Schwarze Loch befindet sich in der Spiralgalaxie der Lokalen Gruppe mit der Bezeichnung "NGC 300", etwa sechs Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
Innerhalb unserer Galaxie, der Milchstraße, messen stellare Schwarze Löcher bis zum Zehnfachen der Masse unserer Sonne. In anderen Galaxien wurden bislang jedoch schon zwei stellare Schwarze Löcher von mehr als 15 Sonnenmassen entdeckt.
Wie der leitende Astrophysiker, Professor Paul Crowther von der "University of Sheffield" in einem bald im "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ erscheinenden Artikel zur Entdeckung berichtet, hat "NGC 300" einen nicht weniger ungewöhnlichen Begleiter: ein sogenannter Wolf-Rayet-Sterne (WR-Stern).
Bei diesen Sternen handelt es sich um massereiche Sterne in der Spätphase ihres Lebenszyklus. Der Begleiter des Schwarzen Lochs verfügt über das rund 20-fache der Masse unserer Sonne. WR-Sterne stoßen den Großteil ihrer äußeren Schichten ab, bevor sie als Supernova explodieren und ihre Kerne zu Schwarzen Löchern implodieren.
Schon 2007 stießen Astronomen mit dem Röntgeninstrument an Bord des NASA-Satelliten "Swift" (Explorer 84) und mit dem Röntgenobservatorium XMM-Newton der ESA eine besonders starke Röntgenquelle in "NGC 300" entdeckt und konnten nun mit dem FORS2-Instrument am VLT erste Vermutungen, dass es sich dabei um ein Schwarzes Loch handelt, bestätigen.
Die neuen Daten belegen, dass sich das Schwarze Loch und der WR-Stern alle 32 Stunden einmal regelrecht umtanzten. Gleichzeitig zerrt das Schwarze Loch an der Materie seines Begleiters und verschlingt diese zunehmend. Wie dieses innige System der beiden Objekte zustande kam, ist für die Forscher derzeit noch ein Rätsel.
Anhand der bekannten Daten bislang bekannter ähnlicher Systeme glauben die Wissenschaftler, dass es einen Zusammenhang zwischen der Masse des Schwarzen Lochs und der Zusammensetzung seiner Heimatgalaxie gibt: "Wir haben festgestellt, dass sich die massereichsten stellaren Schwarzen Löcher vorwiegend in kleineren Galaxien finden lassen, die weniger schwere chemische Elemente (bspw. Metalle) beinhalten", erklärt Paul Crowther. "Größere Galaxien, die wie unsere Milchstraße reicher an schweren Elementen sind, können wahrscheinlich nur stellare Schwarze Löcher mit geringerer Masse hervorbringen."
Astronomen gehen davon aus, dass eine höhere Konzentration von schweren chemischen Elementen die Art und Weise beeinflusst, wie sich massereiche Sterne entwickeln, so dass sie schon vor ihrem letztendlichen Kollaps größere Mengen an Hüllenmaterial ins All abstoßen, wie dies bei WR-Sternen der Fall ist. Das sich danach bildende Schwarze Loch kann dann nur noch weniger Materie in sich vereinigen und besitzt also auch eine entsprechend kleinere Masse.
"Überlebt das System die Explosion des WR-Sterns, werden die beiden Schwarzen Löcher nach einiger Zeit miteinander verschmelzen und dann riesige Mengen an Energie in Form von Gravitationswellen aussenden", erläutern Crowther. Es werde jedoch noch einige Milliarden Jahre nach der Supernova des WR-Sterns vergehen, bevor es zu diesem Ereignis kommt.
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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / eso.org
