M100
Jüngstes Schwarzes Loch entdeckt?
von Stefan Deiters
astronews.com
16. November 2010

Astronomen glauben mithilfe verschiedener Röntgenteleskope das jüngste bislang entdeckte Schwarze Loch aufgespürt zu haben. Es befindet sich in der rund 50 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M100 und liegt damit praktisch in unmittelbarer Nachbarschaft der Milchstraße. Es ist der Überrest einer Supernova, die im Jahr 1979 in M100 aufleuchtete.

Aufnahme von M100 im Optischen, Infraroten und Röntgenbereich. Die Supernova SN 1979C ist markiert. Bild: NASA/CXC/SAO/D. Patnaude et al. (Röntgen), ESO / VLT (Optisch), NASA/JPL/Caltech (Infrarot)  [Großansicht]

Mit Hilfe verschiedener Röntgenteleskope glauben Astronomen Hinweise auf ein nur rund 30 Jahre altes stellares Schwarzes Loch gefunden zu haben. Es befindet sich in der etwa 50 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie M100 und liegt damit praktisch in der kosmischen Nachbarschaft der Milchstraße. Die Geburt dieses Schwarzen Lochs, so die Theorie der Forscher, war 1979 als Supernova SN 1979C zu beobachten. Der Fund könnte den Astronomen helfen, mehr über das explosive Ende von massereichen Sternen zu erfahren. Solche Sonnen explodieren nämlich, anders als unsere Sonne, am Ende ihres nuklearen Lebens in einer gewaltigen Supernova-Explosion, bei der entweder ein Neutronenstern oder ein stellares Schwarzes Loch zurückbleibt.

Das Objekt, das die Wissenschaftler für ein junges Schwarzes Loch halten, war in Daten des NASA-Röntgenteleskops Chandra, des Satelliten Swift, des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton sowie des deutschen Röntgensatelliten ROSAT in den Jahren 1995 bis 2007 als kontinuierlich leuchtende Röntgenquelle auszumachen. Dies deutet darauf hin, dass es es sich hierbei um ein Schwarzes Loch handelt, das Material aus seiner Umgebung aufsaugt - entweder Trümmermaterial der Supernova oder Gas von einem nahen Begleiter. Bevor dieses Material in das Schwarze Loch stürzt, sammelt es sich in einer Akkretionsscheibe um die Schwerkraftfalle und heizt sich auf enorme Temperaturen auf. Dies sorgt für die beobachtete Röntgenstrahlung.

"Wenn unsere Interpretation richtig ist, handelt es sich hierbei um das nächstgelegene Beispiel für ein Schwarzes Loch, dessen Geburt man beobachtet hat", so Daniel Patnaude vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts, der die Untersuchung leitete.

Die Wissenschaftler vermuten, dass SN 1979C durch den Kollaps eines Sterns mit der etwa 20-fachen Masse unserer Sonne entstanden ist. Dabei gab es, im Gegensatz zu vielen anderen, in weiter Entfernung beobachteten "Geburten" von Schwarzen Löchern, vermutlich keinen Ausbruch im Gammastrahlenbereich, also einen sogenannter Gamma-ray Burst. Die meisten Schwarzen Löcher sollten auf diese Weise - durch einen Kollaps des Kerns und ohne Aussenden eines Gamma-ray-Bursts - entstehen, sind aber relativ schwierig zu entdecken. "Man benötigt Röntgenbeobachtungen aus mehreren Jahrzehnten, um wirklich sicher zu sein," so Abraham Loeb, der auch am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics arbeitet.

Die Idee, dass es sich um ein Schwarzes Loch mit einem Alter von nur 30 Jahren handelt, passt zu einer theoretischen Untersuchung aus dem Jahr 2005. Darin wird beschrieben, dass das helle Licht der Supernova im Optischen nach dem Kollaps des Kerns durch einen Jet aus der Umgebung des Schwarzen Lochs entstanden ist, der jedoch die Wasserstoffhülle des Sterns nicht durchdringen konnte, so dass es zu keinem Gamma-ray Burst kam. Die Beobachtungsdaten von SN 1979C stimmen ausgezeichnet mit dieser Theorie überein.

Es gibt allerdings noch eine alternative Erklärung: Es könnte sich auch um einen jungen, schnell rotierenden Neutronenstern handeln, von dem ein starker Wind aus hochenergetischen Partikeln ausgeht, der für die Röntgenstrahlung verantwortlich ist. Dies würde SN 1979C zum jüngsten und hellsten Beispiel für einen "Pulsarwindnebel" machen und zum jüngsten bekannten Neutronenstern. Das bekannteste Objekt dieser Art ist der rund 950 Jahre alte Krebsnebel. Die Astronomen berichten über ihre Untersuchung in der Fachzeitschrift New Astronomy.