Astronomen haben beobachtet, dass ein Stern in der Andromeda-Galaxie (M31) scheinbar ohne eine traditionelle Supernova-Explosion verschwindet, was auf die direkte Bildung eines Schwarzen Lochs schließen lässt. Dieses Ereignis mit der Bezeichnung M31-2014-DS1 stellt einen der bisher besten Kandidaten für eine „gescheiterte Supernova“ dar – ein seltenes Phänomen, bei dem ein massereicher Stern ohne den erwarteten hellen Ausbruch in ein Schwarzes Loch kollabiert.
Das Geheimnis der Entstehung von Schwarzen Löchern
Trotz jahrzehntelanger Forschung bleiben die genauen Mechanismen hinter der Entstehung von Schwarzen Löchern unklar. Es wird erwartet, dass Sterne mit mehr als etwa dem Achtfachen der Masse unserer Sonne kollabieren und entweder als Supernovae explodieren oder direkt in Schwarze Löcher implodieren. Letztere, eine gescheiterte Supernova, ist schwer zu beobachten, da ihr das helle Signal einer Supernova fehlt. Daher ist es schwierig zu bestätigen, ob einige Schwarze Löcher auf diese Weise entstehen.
Diese Beobachtung bietet eine seltene Gelegenheit, den Prozess in Echtzeit zu untersuchen. Astronomen durchsuchten Archivdaten des NEOWISE-Infrarot-Weltraumteleskops nach Kandidaten in nahegelegenen Galaxien und entdeckten schließlich M31-2014-DS1, einen Stern, der 2014 heller wurde, bevor er 2022 in die Dunkelheit überging.
Unterstützende Beweise und Beobachtungen
Nachfolgende Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop und bodengestützten Instrumenten enthüllten eine schwache, rötliche Wolke an der Stelle, an der sich einst der Stern befand. Dies deutet darauf hin, dass sich die äußeren Schichten des Sterns beim Kollaps auflösten und das neu entstandene Schwarze Loch verdeckten. Die Analyse von Daten des James Webb-Weltraumteleskops (JWST) und des Chandra-Röntgenobservatoriums stützt dieses Modell weiter und deutet auf ein Schwarzes Loch mit etwa fünf Sonnenmassen hin, das von einer Gas- und Staubwolke umgeben ist.
Die neuen Daten stützen auch frühere Beobachtungen eines weiteren Kandidaten für eine gescheiterte Supernova, NGC 6946-BH1, und liefern ein konsistenteres Bild dieses schwer fassbaren Prozesses.
Verbleibende Unsicherheiten und alternative Erklärungen
Die gescheiterte Supernova-Interpretation ist zwar überzeugend, aber nicht unumstritten. Einige Astronomen schlagen alternative Erklärungen vor, beispielsweise eine Sternverschmelzung, bei der zwei Sterne kollidieren und verschmelzen, ohne dass es zu einer Supernova kommt. Um diese Szenarien auszuschließen, sind sorgfältige Analysen und zukünftige Beobachtungen erforderlich.
Eine wichtige Vorhersage ist, dass ein Schwarzes Loch irgendwann dunkel wird, wenn sich der umgebende Staub auflöst, während eine Sternverschmelzung weiterhin Licht aussendet. Dieser Prozess kann jedoch Jahrzehnte dauern und möglicherweise die Betriebslebensdauer aktueller Observatorien wie JWST überschreiten.
Die Zukunft der gescheiterten Supernova-Forschung
Um diese Erkenntnisse zu bestätigen und unser Verständnis zu verfeinern, betonen Astronomen die Notwendigkeit weiterer Beobachtungen. Einrichtungen der nächsten Generation wie das Vera C. Rubin-Observatorium in Chile und das römische Weltraumteleskop Nancy Grace werden für die Entdeckung weiterer Kandidaten und die Unterscheidung zwischen gescheiterten Supernovae und anderen Ereignissen von entscheidender Bedeutung sein.
„Wir treten in eine Ära ein, in der wir viel mehr Möglichkeiten erhalten, dieses Phänomen zu untersuchen“, sagt Suvi Gezari, Astronomin an der University of Maryland.
Diese Entdeckung unterstreicht die anhaltende Suche nach der Lösung der Geheimnisse der Entstehung von Schwarzen Löchern, einer grundlegenden Frage in der Astrophysik. Der verschwindende Stern in Andromeda dient als verlockender Hinweis, der zu weiteren Untersuchungen drängt und neue Erkenntnisse über den Lebenszyklus massereicher Sterne verspricht.
