Überraschende Entdeckung: Schwarzes Loch ist ein Vampirstern
Eine Entdeckung sorgte für zwei Jahren für Schlagzeilen: Astronomen glaubten, das erdnächste Schwarze Loch gefunden zu haben. Jetzt fand ein Forscherteam etwas ganz Neues heraus.
In diesem Doppelsternsystem befindet sich kein Schwarzes Loch, sondern ein Vampirstern: Forschende haben offenbar jenen Moment beobachten können, in dem einer der beiden Sterne die Atmosphäre des anderen absaugte. Im Jargon nennt man das auch stellaren Vampirismus.
Foto: ESO/L. Calçada
Nein, ein Schwarzes Loch befindet sich nicht in der Nähe des Doppelsterns HR 6819. Mit dieser überraschenden Erkenntnis haben Forschende jetzt eine Entdeckung widerlegt, die vor zwei Jahren für viel Aufsehen gesorgt hatte. Doch die Wahrheit um den 1000 Lichtjahre entfernten Doppelstern ist mindestens genauso spektakulär: Denn Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten nun einen Vampirstern in Aktion sehen.
Im Frühjahr 2020 hatten Astronominnen und Astronomen der Europäischen Südsternwarte (Eso) mitgeteilt, ein Schwarzes Loch gefunden zu haben, das der Erde näher ist, als jedes zuvor beobachtete Schwarze Loch. „Dieses System enthält das der Erde nächstgelegene Schwarze Loch, von dem wir wissen“, sagte damals Eso-Experte Thomas Rivinius.
„Kann nur ein Schwarzes Loch sein“
HR 6819 befindet sich am Südhimmel im Sternbild Teleskop. Unter günstigen Bedingungen lässt sich das Objekt mit bloßem Augen sehen. Rivinius und seine Kollegen hatten mit einem kleineren Teleskop der Europäischen Südsternwarte sehr genaue Spektren des Sterns aufgenommen, die abbilden, wie sich das Licht des Sterns auf die verschiedenen Wellenlängen verteilt.
Das Bild zeigt die Region am Nachthimmel, in der der „Vampirstern“ im Sternbild Telescopium gesehen werden kann.
Foto: ESO/Digitized Sky Survey 2 / Davide De Martin
So können Forschende Informationen über die Temperatur und die Bewegung von Sternen erlangen. Das Spektrum von HR 6819 war allerdings auffällig und ließ sich zunächst nicht erklären. Einer der beiden Sterne umkreiste demnach alle 40 Tage ein vermeintlich unsichtbares Objekt mit der vierfachen Masse unserer Sonne. „Ein unsichtbares Objekt mit einer Masse, die mindestens viermal so groß ist wie die der Sonne, kann nur ein Schwarzes Loch sein“, so Rivinius damals.
Info: Was ist ein Schwarzes Loch?
Lange Zeit war ein Schwarzes Loch nicht mehr als graue Theorie. Geprägt hat den Begriff der US-Physiker John Archibald Wheeler im Jahr 1967. Die Existenz des Phänomens galt zwar als wahrscheinlich, doch konkrete Beobachtungen gab es erst in den 1980er und 90er Jahren, so etwa Untersuchungen zum supermassereichen Schwarzen Loch Sagittarius A* im Zentrum unserer Galaxie. 2019 konnten Astronomen gar eine radioteleskopische Aufnahme des Schwarzen Lochs M87* im Zentrum der 55 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M87 erzeugen.
Das erste Bild eine Schwarzen Lochs: Im Zentrum der Galaxie M87 befindet sich ein solches Objekt mit einer mit einer Masse von 6,5 Milliarden Sonnenmassen.
Foto: Nasa/Event Horizon Telescope Collaboration
Was man weiß: Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt, dessen Masse auf ein extrem kleines Volumen konzentriert ist. Dadurch wird in der Umgebung eine derart starke Gravitation erzeugt, dass selbst Licht nicht mehr nach außen dringen oder das Schwarze Loch durchlaufen kann.
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Den Astronominnen und Astronomen gelang es schließlich, ihre Beobachtungen mit einem Modell zu beschreiben. Ihre Interpretation: HR 6819 besteht eigentlich aus insgesamt drei Objekten: Zwei Sternen, die ein Schwarzes Loch begleiten. Um das Schwarze Loch kreise auf einer engen Umlaufbahn ein Stern mit etwa fünf Sonnenmassen. In deutlich größerer Entfernung ziehe ein weiterer Stern seine Bahn um dieses Paar. Über dessen Masse konnten die Forschenden jedoch keine Aussage machen.
Bei dem Objekt handelt es sich um einen Vampirstern
Jetzt müssen die Forschenden sich allerdings korrigieren: Ihre Interpretation hat sich als falsch herausgestellt. Nach genauere Beobachtungen ist nun klar, dass es sich um ein Vampirstern-System handelt. Dabei entzieht ein Stern dem anderen Masse. Zu der Fehlinterpretation sei es gekommen, weil sich der Stern in einem ungewöhnlichen, sehr kurzen Zustand seiner Entwicklung befinde, so das Forscherteam. Die Korrektur eines Ergebnisses sei für die Wissenschaft ein normaler Vorgang, sagt Thomas Rivinius: „Genau so muss es sein.“ Ergebnisse müssten von Fachleuten kritisch unter die Lupe genommen werden, umso mehr, wenn sie für Schlagzeilen sorgten.
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Schon vor zwei Jahren hatte es Zweifel am Modell der Eso-Wissenschaftler gegeben. So hatte ein Team um Julia Bodensteiner von der Universität Leuven in Belgien zeigen können, dass sich das Spektrum von HR 6819 auch ohne die Existenz eines Schwarzen Lochs erklären lassen könnte. Ihre Theorie: Einer der beiden Sterne hat hat dem anderen einen Teil seiner Materie entrissen – solche Sterne werden als „Vampirstern“ bezeichnet.
Neue Beobachtungen lieferten die Erklärung
Beide Teams führten weitere Beobachtungen mit dem Very Large Telescope der ESO in Chile durch. „Die Szenarien, nach denen wir suchten, waren ziemlich klar, sehr unterschiedlich und mit dem richtigen Instrument leicht zu unterscheiden“, sagt Rivinius. „Wir waren uns einig, dass es in dem System zwei Lichtquellen gibt. Die Frage war also, ob sie einander eng umkreisen, wie im Szenario des abgestreiften Sterns, oder weit voneinander entfernt sind, wie im Szenario des schwarzen Lochs.“
Die Grafik zeigt, wie man sich das Schwarze Loch mit den Begleitsternen vorgestellt hatte.
Foto: ESO/L. Calçada
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Das Ergebnis: Die Bilder zeigten kein Objekt in großem Abstand, sondern zwei eng beieinander liegende Sterne. „Unsere beste Erklärung ist jetzt, dass wir diesen engen Doppelstern kurz nach dem Moment sehen, in dem der Vampirstern seinem Begleiter seine Atmosphäre entrissen hat“, so Julia Bodensteiner.
Nächstes Schwarzes Loch ist 1.500 Lichtjahre entfernt
So ließ sich auch das eigenartige Spektrum des Doppelsterns erklären, dass das Eso-Team 2020 beobachtet hatte. HR 6819 enthält also kein Schwarzes Loch, ist aber dennoch sehr interessant für Astronominnen und Astronomen, die die seltene Gelegenheit haben, Einblicke in die sehr kurze Phase der Entwicklung eines Doppelsterns zu erhalten.
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Das nächstgelegene Schwarze Loch ist damit weiterhin „V723 Monocerotis“: Das Objekt ist 1.500 Lichtjahre von der Erde entfernt. (mit dpa)
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