Ein wanderndes supermassereiches schwarzes Loch, das sich weit vom Zentrum seiner Galaxie entfernt bewegt, könnte seine Anwesenheit dadurch verraten haben, dass es einen Stern zerriss, der ihm zu nahe gekommen war.
Im Juni 2023 entdeckten Teleskope ein neues Licht in einer weit entfernten Galaxie. Der als TDE 2023mfm bezeichnete Helligkeitsausbruch nahm zunächst zu und dann im Laufe der Wochen wieder ab. Astronomen setzten die Beobachtungen mit mehreren Instrumenten fort, darunter dem Weltraumteleskop Hubble, um zu verstehen, was dieses plötzliche Aufleuchten verursacht hatte.
Sechs illustrierte Phasen der Zerstörung eines Sterns durch ein schwarzes Loch: die Passage nahe am schwarzen Loch, die Streckung, die Fragmentierung, die Ansammlung von Materie und die Emission von Licht. Diese Zeichnung stellt das Ereignis AT2024tvd dar, das von TDE 2023mfm unabhängig ist.
Illustration: NASA, ESA, STScI, Ralf Crawford.
Das wahrscheinlichste Szenario ist, dass ein Stern zu nahe an ein schwarzes Loch gelangte. Dessen Gravitation hätte wesentlich stärker an der ihm zugewandten Seite des Sterns gezogen, bis sie ihn zerriss. Ein Teil der herausgerissenen Materie hätte daraufhin das schwarze Loch umkreist und sich dabei erhitzt, wodurch intensives Licht entstand.
Doch der Ort, von dem dieses Licht kam, überraschte die Forschenden. Die massereichsten schwarzen Löcher befinden sich normalerweise im Zentrum von Galaxien. Dieses Phänomen ereignete sich jedoch in einer scheinbaren Entfernung von etwa 3.500 Lichtjahren vom Zentrum seiner Galaxie. Präzisere Beobachtungen bestätigten diese Abweichung.
Die Astronomen schließen daraus auf die wahrscheinliche Existenz eines schwarzen Lochs mit einigen Millionen Sonnenmassen. Es wäre damit deutlich massereicher als ein schwarzes Loch, das durch den Kollaps eines Sterns entstanden ist, befände sich aber dennoch nicht im Zentrum seiner Galaxie.
Woher könnte es stammen? Eine Möglichkeit ist, dass es einst zu einer kleinen Galaxie gehörte, die später von einer größeren absorbiert wurde. Die meisten ihrer Sterne wären im Verlauf dieser Begegnung verstreut worden, das schwarze Loch wäre jedoch abseits des Zentrums zurückgeblieben, möglicherweise begleitet von einigen Sternen.
Die von Hubble aufgenommenen Bilder liefern einen Hinweis: Lange nach dem ursprünglichen Aufleuchten ist am Ort des Ereignisses noch ein schwaches Licht sichtbar. Es könnte von einer Gruppe von Sternen stammen, die das schwarze Loch umgibt, oder sogar von den Überresten seiner früheren Galaxie. Die Beobachtungen erlauben noch keine eindeutige Entscheidung.
Die Forschenden entdeckten außerdem Radiowellen, die mindestens ein Jahr nach dem ersten Lichtsignal auftraten. Sie könnten von Materie erzeugt worden sein, die nach der Zerstörung des Sterns nach außen geschleudert wurde. Auch ihre genaue Herkunft muss noch überprüft werden.
Dieses schwarze Loch ist also nicht unbedingt dabei, seine Galaxie zu verlassen: „wandernd“ bedeutet hier, dass es sich weit von ihrem Zentrum entfernt befindet. Die Studie, die derzeit in Form eines Preprints veröffentlicht ist, muss noch von anderen Wissenschaftlern geprüft werden. Sie zeigt vor allem, wie das Verschwinden eines Sterns ein ansonsten nahezu unsichtbares Objekt enthüllen kann.