Pünktlich zu Halloween gibt es zwei schwarze Löcher in den Nachrichten.
Einer ist ein Serienmörder, der seinen zweiten Stern in fünf Jahren verschlingen wird. Das andere ist Teil dessen, was Astronomen ein dreifaches Schwarzes Loch nennen, das erste bekannte Beispiel eines Dreikörpersystems, das ein Schwarzes Loch enthält, das laut Standardastrophysik eigentlich nicht Teil der Mischung sein sollte.
Schwarze Löcher sind endlose Gravitationsgruben, die Einsteins allgemeine Relativitätstheorie vor mehr als einem Jahrhundert postulierte. Astronomen wissen jetzt, dass es in unserer Milchstraße Millionen von ihnen gibt, die Grabsteine von Sternen, die explodiert und in die Unendlichkeit kollabiert sind. Jede Galaxie scheint in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch zu enthalten, das Millionen bis Milliarden Mal größer ist als unsere Sonne.
Das tödliche Schwarze Loch wurde erstmals vor fünf Jahren beobachtet, als Astronomen ein Leuchten im Zentrum einer 215 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie entdeckten. Der Flare kam von einem Stern, der sehr nahe am supermassiven Schwarzen Loch der Galaxie wanderte, einem „Gezeitenstörungsereignis“ namens AT1910qix.
Im Laufe der nächsten fünf Monate rissen Gravitationskräfte den Stern auseinander und dehnten sein Inneres zu einem Ring aus, der das Schwarze Loch umgab. Die Hälfte dieser Materie fiel in das Schwarze Loch; Die andere Hälfte begann in einer sich ausdehnenden Scheibe davonzutreiben.
Diese verbleibenden Trümmer haben sich jedoch so weit vom Schwarzen Loch entfernt, dass sie einen anderen Stern stören.
Alle 48 Stunden kollidiert dieser Stern mit der verbleibenden Scheibe auf seinem Weg um das Schwarze Loch und erzeugt einen Blitz aus heftiger Röntgenstrahlung und anderer Strahlung. Ein internationales Team von Astronomen unter der Leitung von Matt Nicholl von der Queen’s University in Belfast verfolgte das Ereignis mit einer Reihe von Weltraumteleskopen, darunter dem Chandra-Röntgenobservatorium, dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Neutron Star Interior Structure Explorer. Team Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
„Stellen Sie sich einen Taucher vor, der wiederholt ein Becken betritt und jedes Mal, wenn er ins Wasser geht, planscht“, sagte Dr. Nicol in einer vom Chandra X-Ray Center veröffentlichten Erklärung. „Der Stern in diesem Vergleich ist wie ein Taucher, und die Scheibe ist ein Schwimmbecken, und jedes Mal, wenn der Stern auf die Oberfläche trifft, erzeugt er einen riesigen ‚Spritzer‘ aus Gas und Röntgenstrahlung, während der Stern das Schwarze Loch umkreist. Das passiert immer und immer wieder.“
Was ist das endgültige Schicksal des Stars? „Es ist eine Art Wettlauf darum, was zuerst passiert“, sagte Dr. Nichols. „Fallt er in das schwarze Loch oder zerschmettert er sich selbst in Vergessenheit?“
In einer anderen Ecke des Himmels rätseln Astronomen über das dreifache Schwarze Loch, offiziell bekannt als V404 Cygni, das Zweifel an dem aufkommen lässt, was Astronomen über die Entstehung von Schwarzen Löchern zu wissen glauben.
Das System befindet sich etwa 8.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schwan. Es enthält eines der ältesten bekannten Schwarzen Löcher, ein Monster mit neun Sonnenmassen, das Gas von einem nahegelegenen Stern ansaugt, den es alle sechs Tage umkreist – auf den ersten Blick ein typischer Röntgen-Doppelstern. Aber es gibt noch einen zweiten Stern, der das Schwarze Loch und seinen Begleiter alle 70.000 Jahre in einer so großen Entfernung – 300 Milliarden Meilen – umkreist, dass die Astronomen ihn fast ignoriert haben.
Wie kann ein Schwarzes Loch seine Anziehungskraft auf einen so weit entfernten Stern aufrechterhalten? Traditionellen Modellen zufolge entsteht ein Schwarzes Loch, wenn ein sterbender Stern in einer Supernova explodiert, die alle entfernten Mitglieder ihrer Umgebung aus ihrer Reichweite wegblasen sollte, während sie den nächstgelegenen Stern festhält.
„Ich stelle mir das gerne so vor, als würde man einen Drachen mit einem Spinnennetz ziehen“, sagte Kevin Burdge, ein Forschungsstipendiat am MIT. „Wenn man sehr sanft zieht, kann man den Drachen vielleicht auch ohne Spinnennetz hinter sich fliegen lassen.“ Spinnennetz.“ brechen. Aber wenn Sie irgendetwas tun, um an der Schnur zu ziehen, wird sie leicht reißen. Eine Supernova zu erleben ist, als würde man plötzlich an der Schwerkraft ziehen.
In Der Artikel wurde letzte Woche in der Zeitschrift Nature veröffentlichtDr. Berridge und seine Kollegen vermuteten, dass es überhaupt keine Supernova gab. Es ist möglich, dass das Schwarze Loch in V404 Cygni durch eine Art Aufräumaktion entstanden ist, als der Vorgängerstern ohne Feuerwerk aus dem Universum verschwand.
So etwas kann bei Sternen passieren, die mehr als das 25- bis 40-fache der Sonnenmasse haben.
„Das Interessante dabei ist, dass die Masse dieses hier viel geringer ist als jenes“, sagte Dr. Burdge. Eine Möglichkeit sei, sagte er, dass der Vorgänger des Schwarzen Lochs einen Großteil seiner ursprünglichen Materie ausgestoßen habe, bevor er kollabierte.
Es scheine immer noch unwahrscheinlich, sagte Daniel Holz, ein Astrophysiker an der University of Chicago, der nicht zum Team gehörte. „Aber am Ende entscheidet die Natur, was getan werden kann und was nicht.“
