Video: Was passiert, wenn ein Stern von einem Schwarzen Loch spaghettifiziert wird

Ein Team der Hebräischen Universität Jerusalem unter der Leitung von Forschern des Racah-Instituts für Physik hat mithilfe von sophistizierten Simulationen den brutalen Zerstörungsprozess eines Sterns durch ein supermassereiches Schwarzes Loch rekonstruiert. Diese Studie, die am 17. Januar in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, bringt neues Licht in die Ereignisse der Gezeitenstörungen (EPM), bei denen ein Stern, der sich zu nah an einem Schwarzen Loch befindet, buchstäblich zerrissen wird.


Ein EPM tritt auf, wenn die Umlaufbahn eines Sterns sich einem supermassereichen Schwarzen Loch, dessen Masse Millionen oder gar Milliarden Mal größer ist als die der Sonne, zu sehr nähert. Die Gravitationskraft des Schwarzen Lochs erzeugt dann gewaltige Gezeitenkräfte innerhalb des Sterns. Diese Einflüsse führen zu einer Verstreckung entlang der Vertikalachse und zu einem Quetschen entlang der Horizontalachse des Sterns, wodurch er in einen langen Filament aus stellarem Plasma verwandelt wird – einen Vorgang, der als "Spaghettifizierung" bekannt ist.

Das spaghettifizierte Plasma fällt zurück zum Schwarzen Loch, erhitzt sich durch eine Reihe von Schockwellen. Diese erzeugen einen extrem hellen Leuchtausbruch, der das kombinierte Licht aller Sterne einer Galaxie für Wochen oder sogar Monate überstrahlen kann.

Die Simulation von Elad Steinberg und Nicholas Stone vom Racah-Institut für Physik ermöglichte es erstmals, den kompletten Ablauf dieser Ereignisse nachzustellen, von der Erfassung des Sterns durch das Schwarze Loch bis zum Höhepunkt des Ausbruchs der EPM. Dabei entdeckten sie eine bislang unbekannte Art von Schockwelle, die während des EPM auftritt, und offenbarten, dass diese Ereignisse Energie schneller dissipieren, als Wissenschaftler bisher annahmen.


Diese Entdeckung deutet darauf hin, dass die hellsten Phasen des EPM von diesen Schockwellen und der damit verbundenen Energiedissipation angetrieben werden. Diese Ergebnisse könnten Astronomen dabei helfen, EPM zu nutzen, um die Eigenschaften supermassereicher Schwarzer Löcher zu entdecken, wie ihre Masse und Rotationsrate, und um die Grenzen der Allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins zu testen.

Astronomen werden die Mechanismen dieser mächtigen Schockwellen weiter erforschen können, indem sie Beobachtungen dieser gewalttätigen Begegnungen zwischen supermassereichen Schwarzen Löchern und dem zum Untergang verurteilten Sternen in der Realität durchführen.