Schwarze Löcher sind im Großen und Ganzen Regionen der Raumzeit, die durch konzentrierte Masse so deformiert sind, dass jenseits ihres „Ereignishorizonts“ nichts – nicht einmal Licht – ihrer Schwerkraft entkommen kann. Schwarze Löcher mit stellarer Masse entstehen, wenn massereiche Sterne das Ende ihres Lebens erreichen und unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenbrechen. In einem Doppelsternsystem, in dem sich zwei Sterne umkreisen, hinterlässt das Ende des Lebens eines Sterns ein Schwarzes Loch, das von einem leuchtenden Begleitstern begleitet wird.
Einige Schwarze Löcher können dank der hohen Röntgenstrahlung entdeckt werden, die von der Materie ausgeht, die langsam in sie hineinfällt. Diejenigen, die zu schwach sind, um auf diese Weise entdeckt zu werden, werden als „ruhend“ bezeichnet.
Wie der Autor und Astronom Dr. Pablo Marchant von der Katholieke Universiteit Leuven in Belgien feststellte: „Es ist unglaublich, dass wir kaum ruhende Schwarze Löcher kennen, wenn man bedenkt, wie häufig Astronomen davon ausgehen, dass sie vorkommen.“
Das Problem mit ruhenden Schwarzen Löchern, erklärte das Team, besteht darin, dass sie dazu neigen, nicht viel mit ihrer Umgebung zu interagieren.
Tatsächlich ist das neu entdeckte Schwarze Loch – das den Namen VFTS 243 erhalten hat – das erste, das eindeutig außerhalb der Milchstraße nachgewiesen wurde.
Die Co-Autorin und Astrophysikerin Dr. Julia Bodensteiner von der Europäischen Südsternwarte (ESO) sagte: „Seit mehr als zwei Jahren suchen wir nach solchen Schwarzloch-Doppelsystemen.
„Ich war sehr aufgeregt, als ich von VFTS 243 hörte, das meiner Meinung nach der bisher überzeugendste Kandidat ist.“
Das Team erklärte, dass VFTS 243 – das in einer Nachbargalaxie, der Großen Magellanschen Wolke, liegt – mindestens die neunfache Masse der Sonne hat und einen heißen, blauen Stern umkreist, der selbst etwa 25 Sonnenmassen wiegt.
Es wurde dank sechsjähriger Beobachtungen des Very Large Telescope der ESO in der chilenischen Atacama-Wüste gefunden.
Die Forscher durchsuchten fast 1.000 massereiche Sterne in der Region des Tarantelnebels der Großen Magellanschen Wolke auf der Suche nach einem, der ein ruhendes Schwarzes Loch – und nicht eine andere Art von Objekt – als Begleiter haben könnte.
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Das Team der Astrophysiker wird liebevoll als „Schwarze-Loch-Polizei“ bezeichnet.
Zu ihnen gehört insbesondere Dr. Kareem El-Badry vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics – ein Experte, der von seinen Kollegen wegen seiner Gewohnheit, Entdeckungen zu entlarven, den Spitznamen „Zerstörer schwarzer Löcher“ erhielt.
Wie der Hauptautor Dr. Tomer Shenar von der Universität Amsterdam scherzte: „Zum ersten Mal kam unser Team zusammen, um über die Entdeckung eines Schwarzen Lochs zu berichten, anstatt eines abzulehnen!“
Er fuhr fort: „Als Forscher, der in den letzten Jahren potenzielle Schwarze Löcher entlarvt hat, war ich äußerst skeptisch gegenüber dieser Entdeckung.“
Diesen Anfangsverdacht teilte der Schwarze-Loch-Zerstörer selbst.
Dr. El-Badry sagte: „Als Tomer mich bat, seine Ergebnisse noch einmal zu überprüfen, hatte ich meine Zweifel.
„Aber ich konnte keine plausible Erklärung für die Daten finden, die kein Schwarzes Loch beinhalteten.“
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Dr. El-Badry fügte hinzu: „Natürlich erwarte ich von anderen auf dem Gebiet, dass sie unsere Analyse sorgfältig durcharbeiten und versuchen, alternative Modelle zu erfinden.
„Es ist ein sehr spannendes Projekt, an dem man beteiligt ist.“
Die Entdeckung, fügte das Team hinzu, bietet auch einen einzigartigen Einblick in die Prozesse, die zur Entstehung von Schwarzen Löchern führen – und ob die Entstehung von Schwarzen Löchern mit stellarer Masse von einer Supernova begleitet sein muss oder nicht.
Dr. Shenar erklärte: „Der Stern, der das Schwarze Loch in VFTS 243 bildete, scheint vollständig kollabiert zu sein, ohne Anzeichen einer früheren Explosion.
„Beweise für dieses ‚direkte Zusammenbruchs’-Szenario sind in letzter Zeit aufgetaucht, aber unsere Studie liefert wohl einen der direktesten Hinweise.
„Dies hat enorme Auswirkungen auf den Ursprung der Verschmelzungen von Schwarzen Löchern im Kosmos.“
Das Team sagte, dass sie hoffen, dass ihre Entdeckung zur Entdeckung anderer Schwarzer Löcher mit stellarer Masse führen wird, die massereiche Sterne umkreisen – von denen Tausende in der Milchstraße und den Magellanschen Wolken vorhergesagt werden.
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.