Die hellste Supernova des Universums mag etwas viel Aufregenderes sein: ein rotierendes, sternenfressendes Schwarzes Loch

Ein Blitz am Himmel, der Anfang dieses Jahres als die hellste Supernova bezeichnet wurde, die jemals entdeckt wurde. Er ist um ein Vielfaches heller als unsere gesamte Milchstraßengalaxie. Ein supermassereiches Schwarzes Loch, das zerreißt und verzehrt Ein Stern, der laut einer neuen Studie zu nahe gekommen ist.

Der Blitz wurde 2015 erstmals von der All-Sky Automated Survey für SuperNovae (ASAS-SN) entdeckt, einem Netzwerk von kleinen Teleskopen in Chile und Hawaii, das den Himmel auf sich schnell ändernde Objekte überwacht. Astronomen nahmen an, dass es sich um eine superleuchtende Supernova (SLSN) handelt, die auftritt, wenn ein massereicher Stern am Ende seines Lebens unter seiner eigenen Schwerkraft zusammenbricht und einen Feuerball aus heißem Staub und Gas ausstößt, der kurzzeitig hell leuchtet, bevor er allmählich verschwindet. Damals war das Ereignis doppelt so hell wie der bisherige Rekordhalter.

Aber ASASSN-15lh befand sich, wie das Ereignis hieß, für einen SLSN in einer falschen Galaxie. Die richtige Sorte ist im Allgemeinen eine junge Zwerggalaxie voller Gas und Staub, in der sich riesige Sterne schnell bilden, hell brennen und in Supernova-Pracht explodieren können. ASASSN-15lh befand sich jedoch in einer alten, ausgebrannten Galaxie mit wenigen Hinweisen auf eine Sternentstehung. »Als sie mir von diesem Ereignis erzählten, war ich misstrauisch. Es schien einfach nicht richtig «, sagt Giorgos Leloudas, Astronom am Weizmann-Institut für Wissenschaft in Rehovot, Israel, der nicht zum ursprünglichen Team gehörte.

Leloudas und seine Kollegen sammelten mehr Daten aus verschiedenen Quellen, darunter dem Gammastrahlensatelliten Swift, dem globalen Teleskopnetz des Las Cumbres-Observatoriums, dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Very Large Telescope des European Southern Observatory sowie dem New Technology Telescope, beide mit Sitz in Chile. Hubble-Daten zeigten, dass sich die Quelle des Blitzes in der Nähe des Zentrums seiner Galaxie befand, wohingegen die schnelle Sternentstehung, die SLSNs erzeugt, in der Regel weiter außen stattfindet. Außerdem schien ASASSN-15lh im Gegensatz zu einem normalen SLSN zu verblassen, bevor es Wochen später wieder heller wurde, was auf einen Temperaturanstieg hinweist, der etwa 100 Tage anhielt, so Leloudas. Ein Spektrum des von Hubble aufgezeichneten ultravioletten Lichts des Ereignisses deutete auf einen massearmen Stern in der Blüte des Lebens hin, nicht auf seinem Sterbebett.

Wie das Team heute in Nature Astronomy berichtet, deuteten alle diese Anzeichen darauf hin, dass ASASSN-15lh in der Tat das sterbende Keuchen eines Sterns sein könnte, der zu nahe am supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum seiner Galaxie verirrt und zerrissen war Neben dem extremen Gravitationsfeld ein sogenanntes Tidal Disruption Event (TDE). TDEs sind sehr selten - es gibt nur etwa 10 solcher Ereignisse, die derzeit von Astronomen vermutet werden. Laut Leloudas deuteten die Änderungen des Outputs von ASASSN-15lh jedoch auf eine TDE hin: der anfängliche Gravitationsblitz, der den Stern zerreißt und seine Überreste auf hohe Temperaturen erhitzt; Der spätere Ausbruch dieser Überreste wurde erneut erhitzt, als sie sich auf der Oberfläche des Schwarzen Lochs ansammelten.

Das einzige Manko an diesem Argument ist, dass die fragliche Galaxie ein sehr massereiches Schwarzes Loch im Herzen hat: mehr als das 100-Millionen-fache der Masse unserer Sonne. Theoretiker sagen voraus, dass ein solcher Leviathan einen ganzen Stern mit größerer Wahrscheinlichkeit verschluckt und erst dann zerreißt, wenn er sich unterhalb des Ereignishorizonts befindet, wo er nicht zu sehen ist. Aber das Team erkannte, dass es ein Szenario gab, in dem das Schwarze Loch zuerst kaute und später schluckte - wenn es sich drehte. Das Gravitationsfeld um ein rotierendes Schwarzes Loch unterscheidet sich von einem nicht rotierenden und würde das Auftreten einer sichtbaren TDE ermöglichen.

Wenn bestätigt wird, dass dies das Schicksal von ASASSN-15lh war, wird es das erste verifizierte rotierende Schwarze Loch im Zentrum einer ruhenden Galaxie sein. Das Team wird weiterhin ASASSN-15lh beobachten, in der Hoffnung, weitere Informationen zu erhalten, da die Blendung den Rest der Galaxie nicht mehr beleuchtet. Und weil andere TDE-Kandidaten alle um kleinere Schwarze Löcher auftreten, erweitert ASASSN-15lh den Bereich der Orte, an denen TDEs auftreten können. "Indem wir die Vielfalt erweitern, erfahren wir mehr über die Physik, die während einer Störung auftritt", sagt Leloudas.

"Dieses völlig neue Phänomen von Gezeitenstörungen bietet uns die einmalige Gelegenheit, in ihrer Ruhephase etwas über supermassereiche Schwarze Löcher zu lernen", sagt der Astronom Benny Trakhtenbrot von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich, der nicht an der Studie. Wenn Sie feststellen können, wie nahe der unterbrochene Stern an dem Schwarzen Loch vorbeigegangen ist, sagt er: „Das kann uns direkt sagen, wie schnell sich das Schwarze Loch dreht.“ Und der Spin kann etwas von der Entstehungsgeschichte des sonst unergründlichen Schwarzen verraten Löcher, sagt er.