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Mittwoch, 16.08.2017
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Gefährlicher Orbit

Astronomen finden extrem nahen Begleiter eines Schwarzen Lochs

Riskante Bahn: Astronomen haben einen Stern entdeckt, der ein Schwarzes Loch gefährlich nah umkreist. Der Weiße Zwerg benötigt nur 28 Minuten für einen Umlauf und ist nur zweieinhalb Mal vom Schwerkraftgiganten entfernt wie die Erde vom Mond. Er ist damit der bisher engste bekannte stellare Begleiter eines Schwarzen Lochs in der Milchstraße, wie die Forscher berichten. Dennoch könnte der exotische Stern diesen gefährlichen Ritt überleben.
Doppelsystem aus einem Weißen Zwerg (links) und einem stellaren Schwarzen Loch. Die engste Paarung dieser Art könnten Astronomen jetzt in der Milchstraße entdeckt haben.

Doppelsystem aus einem Weißen Zwerg (links) und einem stellaren Schwarzen Loch. Die engste Paarung dieser Art könnten Astronomen jetzt in der Milchstraße entdeckt haben.

Normalerweise gilt: Wer einem Schwarzen Loch und seinem Schwerkraftsog zu nahe kommt, der ist verloren. Das gilt für Gaswolken, aber auch für Sterne, die von einem solchen Schwerkraftgiganten angezogen werden. Sogar im Zentrum unserer Milchstraße entging ein Stern kürzlich nur knapp diesem Schicksal.

Schwarzes Loch mit Begleiter


Jetzt jedoch haben Astronomen einen exotischen Stern entdeckt, der der unersättlichen Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs zu widerstehen scheint – und das, obwohl er diesem extrem nahe kommt. Es handelt sich dabei um das Doppelsystem 47 Tuc X9 im Sternenhaufen 47 Tucanae, einer dichten Ansammlung von Sternen rund 14.800 Lichtjahre von uns entfernt.

Als die Astronomen um Arash Bahramian von der University of Alberta in Edmonton 47 Tuc X9 näher beobachteten, stellten sie Überraschendes fest: Die unter von diesem System ausgehende Strahlung passt eher zu einem Doppelsystem aus einem stellaren Schwarzen Loch samt Begleiter als zu einem veränderlichen Stern, für den man das System bisher gehalten hatte.


Das Doppelsystem 47 Tuc X9 liegt im Sternenhaufen 47 Tucanae, der Pfeil markiert in dieser Aufnahme des Röntgentelekops Chandra seine Position.

Das Doppelsystem 47 Tuc X9 liegt im Sternenhaufen 47 Tucanae, der Pfeil markiert in dieser Aufnahme des Röntgentelekops Chandra seine Position.

Überraschend nah


Das Erstaunliche jedoch: Die von diesem Doppelsystem ausgesendete Röntgenstrahlung schwankt in einem Takt von 28 Minuten. Das bedeutet, dass der Begleiter des Schwarzen Lochs diesem extrem nahe sein muss, wie die Astronomen erklären: Er umkreist den Schwerkraftgiganten in einem Abstand, der gerade einmal dem 2,5-Fachen des Abstands von Mond zur Erde entspricht.

Sollte sich dies bestätigen, dann wäre dies der engste orbitale "Tanz", den Astronomen je bei einem Schwarzen Loch und seinem Begleiter innerhalb der Milchstraße beobachtet haben. Aus der spektralen Signatur der Röntgenstrahlung schließen Bahramian, dass es sich bei dem Begleiter um eine Weißen Zwerg handeln muss – das Relikt eines alten Sterns.

Chance auf ein Entkommen


"Dieser Weiße Zwerg ist so nahe am Schwarzen Loch, dass dieses ihm ständig Material absaugt", erklärt Bahramian. Inzwischen habe der Stern dadurch schon einen Großteil seiner Masse verloren. Dieses abgesaugte Material sammelt sich als strahlende Scheibe rund um den Ereignishorizont des Lochs, bevor es dann endgültig verschlungen wird.

"Doch zum Glück für diesen Stern wird er dem Schicksal dieses Materials wohl nicht folgen", so der Astronom. Denn nach Einschätzung der Forscher ist der Weiße Zwerg trotz seines engen Orbits nicht in Gefahr, von der Schwerkraft des Schwarzen Lochs zerrissen oder verschlungen zu werden. Stattdessen könnte er im Laufe der Zeit vielleicht sogar wieder aus der gefährlichen Nähe herausdriften.

"Wir glauben, dass der Orbit des Sterns wieder größer werden wird, wenn er noch mehr Masse verliert", so Koautor James Miller-Jones von der Curtin University. Dann könnte aus dem halb ausgesaugten Weißen Zwerg aufgrund seines Reichtums an Kohlenstoff sogar eine Art Diamantplanet werden, mutmaßt der Astronom. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2017; arXiv:1702.02167)
(International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), 14.03.2017 - NPO)
 
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