Astronomen beobachten, wie ein zerstörter Stern in ein schwarzes Loch fällt

08-12-2015 18:40:14 Autor:   Troy Oakes Kategorien:   Wissenschaft , Weltall

Astronomen haben mit mehreren Röntgenteleskopen Materie beobachtet, die aus einem schwarzen Loch herausgestoßen wurde, nachdem das Schwarze Loch einen Stern in Teile zerrissen hatte. (Illustration: NASA / CXC / M.Weiss)

Mithilfe von NASA´s Chandra-Röntgenobservatorium, dem Swift Gamma Ray Burst-Explorer, und ESA´s XMM-Newton, haben Wissenschaftler beobachten können was passiert, wenn ein Stern nahe an einem Schwarzen Loch vorbeikommt. Der Stern wird in dieser extremen Umgebung einfach in mehrere Teile gerissen, was beeindruckend aussieht.

Wegen der intensiven Schwerkraft an einem schwarzen Loch wird ein Stern, wenn er dem schwarzen Loch zu nahe kommt, durch die Gezeitenkräfte auseinander gerissen. Diese Ereignisse werden „Gezeiten-Störungen“ genannt. Während einer dieser Gezeiten-Störung, mit dem Namen ASASSN-14li, beobachteten die Astronomen, wie einige der stellaren Trümmer mit hoher Geschwindigkeit nach außen geschleudert wurden, während der Rest des Sterns sich weiter in Richtung des Schwarzen Lochs bewegte.

Schau Dir mal an, wie dieser Künstler die neuen Forschungsergebnisse in einer Simulation zeigt, in der man sehen kann, wie ein Stern durch ein Schwarzes Loch zerkleinert wird (beobachtet vom NASA Goddard):

 


Das Ereignis geschah in der Mitte der Galaxie PGC 043.234, die etwa 290 Millionen Lichtjahre entfernt liegt und ist somit die nahgelegenste Gezeitenstörung der letzten 10 Jahren, die entdeckt wurde. Das supermassive Schwarze Loch wiegt schätzungsweise mehrere Millionen Mal soviel wie die Masse unser Sonne. Das Ereignis wurde im Rahmen einer optischen Suche durch die All-Sky Automated Survey for Supernova (ASAS-SN) im November 2014 entdeckt.

 

Die Illustration eines Künstlers der Gezeitenstörung ASASSN-14li.

Credits: NASA / CXC / U. Michigan / J. Miller et al. (Illustration:. NASA / CXC / M Weiss)

 

Jon Miller  von der University of Michigan in Ann Arbor, der die Studie leitete, sagte in einer Stellungnahme: „Wir haben eine Handvoll Beweise für Gezeitenstörungen in den letzten Jahren gesehen und haben daraus viele Theorien entwickelt, was da passiert" und er fügte hinzu:

Das ist die beste Gelegenheit, um wirklich zu verstehen, was geschieht, wenn ein schwarzes Loch einen Stern in Fetzen reißt.

Laut NASA wird, nachdem der Stern zerstört wurde, der Großteil der Überreste des Sterns durch die starke Gravitationskraft des Schwarzen Lochs in das schwarze Loch hereingezogen. Die hereingezogenen Trümmer werden dann um Millionen von Grad erhitzt, wobei eine riesige Menge Röntgenstrahlung erzeugt wird. Anschließend, nach dieser Welle von Röntgenstrahlen und während die Trümmer in das Schwarze Loch fallen, nimmt die Lichtmenge, die die Reste des Sterns ausstrahlen, immer mehr ab, bis die Trümmer soweit vom Schwarzen Loch hereingezogen wurden, dass der Punkt erreicht ist, wo es für das Licht kein Entweichen mehr gibt und der Stern erlischt.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass oft Gas vor einem schwarzen Loch spiralförmig wie eine Scheibe nach innen gezogen wird. Jedoch ist nicht bekannt, wie der ganze Prozess beginnt. Durch die Verwendung von Röntgenlicht mit unterschiedlichen Wellenlängen (bekannt als „Röntgenspektrum“), waren Astronomen in der Lage, die Bildung der ASASSN-14li-Scheibe zu verfolgen, da sie mithilfe des Röntgenlichts dem Ereignis folgen konnten.

NASA´s-Swift-Satellit entdeckt ein Schwarzes Loch das gerade einen Stern verschlingt, veröffentlicht durch Universe Odyssey:


„Bei allen bisherigen Beobachtungen von Gezeitenstörungen hatte sich bereits eine Scheibe um das Schwarze Loch gebildet. Dies ist das erste Mal, dass wir eine Scheibe beobachten konnten, die in den „Kinderschuhen“ steckte. Deshalb sahen wir das erste Mal, wie Materie von den Überresten des zertrümmerten Sterns in Richtung des Schwarzen Lochs floss und sich in Kreisbahnen um das Schwarze Loch bewegte...", sagte Miller.

Die Forscher stellten darüber hinaus fest, dass die dabei entstandene Röntgenstrahlung von Material ausgeht, das entweder sehr nahe an der kleinstmöglichen stabilen Umlaufbahn oder direkt auf der kleinstmöglichen Umlaufbahn um das Schwarze Loch kreist, veröffentlichte die NASA.

Jelle Kaastra vom Institut für Weltraumforschung in den Niederlanden und Co-Autor sagte: „Das Schwarze Loch reißt die Sterne auseinander und beginnt sehr schnell, die Trümmer zu schlucken, aber das ist nicht das Ende der Geschichte.

Das Schwarze Loch kann das Tempo, in dem es sich normalerweise dreht und alles in sich hineinzieht, während des Auseinanderreißens eines Sterns nicht beibehalten, so stößt es einen Teil der Trümmer des Sterns nach außen.

Die Daten der aufgezeichneten Röntgenstrahlen lassen vermuten, dass eine Strömung existiert, die Materie vom Schwarzen Loch wegbewegt. Warum die Strömung nicht stark genug war, um der Anziehungskraft des Schwarzen Lochs zu entgehen, dafür hat die NASA folgende Erklärung, sie schreibt:

"Die relativ niedrige Kraft und Geschwindigkeit dieser Strömung entsteht dadurch, dass Gas vom zerstörten Stern in einer elliptischen Umlaufbahn um das Schwarze Loch kreist und sich zu der Strömung hinbewegt, die sich in der größtmöglichen Entfernung vom Schwarzen Loch befindet und am langsamsten kreist. Dort treffen sie aufeinander. [Und die Strömung mit ursprünglich hoher Kraft und Geschwindigkeit wird abgebremst.]"

NASA entdeckt zufällig ein riesiges Schwarzes Loch, veröffentlicht durch DNews:


Cole Miller  von der University of Maryland in College Park und ebenfalls Co-Autor sagte: „Diese Ergebnisse stützen einige unserer neuesten Thesen, welche die Struktur und Entwicklung der Gezeitenstörungen betreffen. In Zukunft können uns Gezeitenstörungen als Labore dienen, um die Auswirkungen extremer Schwerkraft zu untersuchen.“

Die Astronomen hoffen, dass wenn sie noch mehrmals solch eine Ereignis wie das von ASASSN-14li beobachten können, in der Lage sein werden, theoretische Modelle zu entwickeln, wie Schwarze Löcher ihre Umgebung und alles was ihnen zu nahe kommt, beeinflussen.

 

 

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