Astronomen haben ein einzigartiges kosmisches Ereignis beobachtet: Ein Stern wird gewaltsam auseinandergerissen und von einem Schwarzen Loch verschlungen. Dieses Ereignis mit der Bezeichnung AT2022zod ist bedeutsam, da es sich bei dem beteiligten Schwarzen Loch offenbar um ein schwer fassbares Schwarzes Loch mittlerer Masse handelt – eine Objektklasse, die Wissenschaftlern seit langem Rätsel aufgibt. Die Entdeckung bietet eine seltene Gelegenheit, diese kosmischen „Mittelsmänner“ in der Hierarchie der Schwarzen Löcher zu untersuchen.
Die Natur von Gezeitenstörungsereignissen
Tidal Disruption Events (TDEs) treten auf, wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt. Die enorme Schwerkraft dehnt den Stern in einen dünnen Gasstrom aus – ein Prozess, der oft als „Spaghettifizierung“ bezeichnet wird. Ein Teil dieser Materie fällt in das Schwarze Loch, der Rest wird in mächtigen Jets ausgestoßen. Während diese Ereignisse bekanntermaßen in der Nähe supermassereicher Schwarzer Löcher in den Zentren von Galaxien auftreten, ereignete sich dieses Ereignis weit entfernt vom galaktischen Kern.
Ein ungewöhnlicher Flare in einer fernen Galaxie
Der im Oktober 2022 entdeckte Flare hatte seinen Ursprung in der etwa 1,5 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie SDSS J105602.80+561214.7. Im Gegensatz zu typischen TDEs, die Hunderte von Tagen andauern, verschwand AT2022zod nach etwas mehr als einem Monat. Diese kurze Dauer, kombiniert mit seiner außermittigen Lage – etwa 10.000 Lichtjahre vom supermassiven Schwarzen Loch der Galaxie entfernt – ließen darauf schließen, dass ein kleineres, aber immer noch substanzielles Schwarzes Loch dafür verantwortlich war.
„Die Kombination aus der Tatsache, dass es sich um eine elliptische Galaxie handelt, die bekanntermaßen große Populationen von Sternhaufen beherbergt, gleichzeitig aber nicht nuklear ist und von kurzer Dauer ist, hat uns neugierig gemacht, dass es sich hierbei um eines der schwer fassbaren Schwarzen Löcher mittlerer Masse handeln könnte, die außerhalb des Zentrums der Galaxie existieren könnten“, erklärte Kristen Dage, Teamleiterin an der Curtin University.
Das Geheimnis der Schwarzen Löcher mittlerer Masse
Supermassive Schwarze Löcher können das Millionen- oder Milliardenfache der Masse unserer Sonne haben, während Schwarze Löcher mit stellarer Masse typischerweise zwischen 3 und Hunderten Sonnenmassen liegen. IMBHs füllen die Lücke zwischen diesen beiden, sind aber nach wie vor unglaublich schwer zu finden. Wissenschaftler glauben, dass IMBHs eine Schlüsselrolle beim Wachstum supermassereicher Schwarzer Löcher spielen könnten, aber ihre relative Seltenheit macht es schwierig, sie zu untersuchen.
„Wir sind hervorragend darin, supermassive Schwarze Löcher zu finden, und dank der LIGO-Virgo-Kagra-Gravitationswellendetektoren werden wir immer besser darin, Schwarze Löcher mit Sternmasse zu finden, aber ich könnte auf meine Hände zählen, wie viele Kandidaten für Schwarze Löcher mittlerer Masse in der astronomischen Gemeinschaft zu einem gewissen Konsens gelangt sind“, sagte Dage.
Hinweise auf Entstehung und Umwelt
Die Entdeckung dieses außermittigen TDE liefert Hinweise darauf, wo sich IMBHs befinden könnten. Astronomen gehen davon aus, dass das Ereignis innerhalb eines dichten Sternhaufens stattfand, etwa eines Kugelsternhaufens oder einer ultrakompakten Zwerggalaxie (UCD). Diese Umgebungen sind voller alternder Sterne, die reichlich Treibstoff für die Verschmelzung und das Wachstum Schwarzer Löcher liefern.
Die Ursprünge der UCDs selbst werden diskutiert. Einige könnten Überreste abgestreifter Zwerggalaxien sein, während andere das Ergebnis kollidierender Kugelsternhaufen sein könnten. Die Feststellung, welches Szenario richtig ist, könnte Erkenntnisse darüber liefern, wie IMBHs entstehen und sich entwickeln.
Die Zukunft der IMBH-Jagd
Zukünftige Teleskope wie das Vera C. Rubin Observatory werden voraussichtlich die Suche nach IMBHs revolutionieren. Seine jahrzehntelange Legacy Survey of Space and Time wird Millionen von Sternhaufen scannen und so die Chancen erhöhen, weitere TDEs zu entdecken, die durch diese schwer fassbaren Objekte verursacht werden.
Die Entdeckung von AT2022zod stellt einen entscheidenden Schritt vorwärts beim Verständnis der Population von Schwarzen Löchern mittlerer Masse und ihres Beitrags zum größeren kosmischen Ökosystem dar.
Mit fortlaufenden Beobachtungen und verbesserter Technologie sind Wissenschaftler bereit, endlich die Geheimnisse rund um diese „fehlenden Verbindungsglieder“ Schwarzer Löcher zu lüften.
