Im Rahmen einer umfangreichen Kampagne zur Identifizierung ruhender Schwarzer Löcher haben Forschende eine seltsame Entdeckung gemacht. Auf Basis von Daten des Gaia-Observatoriums der ESA stießen sie auf einen sonnenähnlichen Stern mit Bahneigenschaften, die das Team zunächst vor ein Rätsel stellten. Mittlerweile ist klar, dass ein Schwarzes Loch dafür verantwortlich ist.

Schwarzes Loch frisst seinen Begleiter

Der Zusammenschluss um Kareem El-Badry veröffentlichte seine entsprechende Studie in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. El-Badry selbst ist ein Astrophysiker und Harvard Society Fellow am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und dem Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA). Für ihn stellt der Fund einen nicht unwesentlichen Durchbruch dar.

„Ich habe in den letzten vier Jahren mit einer Vielzahl von Datensätzen und Methoden nach ruhenden Schwarzen Löchern gesucht“, erklärte er in einer E-Mail an Universe Today. „Bei meinen früheren Versuchen habe ich eine Vielzahl von Doppelsternen gefunden, die sich als Schwarze Löcher ausgeben, aber dies war das erste Mal, dass die Suche Früchte getragen hat.“

Basierend auf den Gaia-Daten untersuchten El-Badry, seine Kolleginnen und Kollegen mehr als 169.000 Sterne, deren Verhalten auf Zweikörperbahnen hinweist. Dabei stieß ihnen ein Kandidat besonders ins Auge: DR3 4373465352415301632 (auch Gaia BH1). Sie stellten fest, dass es sich bei dessen Begleiter ohne Zweifel um ein Schwarzes Loch handeln muss – mehr noch um das der Erde am nächsten gelegene Schwarze Loch.

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„Nur die Spitze des Eisbergs“

„Die Gaia-Daten geben Aufschluss darüber, wie sich der Stern am Himmel bewegt und zeichnen eine Ellipse, die das Schwarze Loch umkreist“, so der Astrophysiker. „Die Größe der Umlaufbahn und ihre Periode geben uns einen Hinweis auf die Masse des unsichtbaren Begleiters – etwa 10 Sonnenmassen. Um zu bestätigen, dass die Gaia-Lösung korrekt ist, und um Alternativen auszuschließen, die nicht zum Schwarzen Loch gehören, haben wir den Stern mit mehreren anderen Teleskopen spektroskopisch beobachtet. Dadurch konnten wir die Masse des Begleiters genauer bestimmen und beweisen, dass er wirklich ‚dunkel‘ ist.“

El-Badry merkt an, dass bisherige Modelle von mehr als 100 Millionen Schwarzen Löchern innerhalb der Milchstraße ausgehen. Bislang habe man aber lediglich 20 von ihnen beobachten können – und selbst bei ihnen habe es sich ausschließlich um sogenannte Röntgendoppelsterne gehandelt.

In einem solchen System verschlingt ein Schwarzes Loch seinen Begleitstern und leuchtet Hell im Röntgenlicht. „Doch dies ist nur die Spitze des Eisbergs: Eine weitaus größere Population könnte in weiter voneinander entfernten Doppelsternsystemen verborgen sein“, erklärt er. „Die Entdeckung von Gaia BH1 wirft ein erstes Licht auf diese Population.“

Quelle: „A Sun-like star orbiting a black hole“ (2022, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society); Universe Today

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