Ein dicker Stern – direkt zum Schwarzen Loch geworden?

Einiges spricht dafür, dass besonders massereiche Sterne am Ende ihres Lebens nicht als Supernovae explodieren sondern ohne allzu großes Aufsehen als Schwarze Löcher vom Himmel verschwinden. Nach solchen Fällen wird seit mehreren Jahren systematisch in fremden Galaxien gesucht – und der erste Kandidat ist durch Nachbeobachtungen jetzt zumindest wahrscheinlicher geworden.

Der (Ex-)Stern mit der Bezeichnung N6946-BH1 befindet sich ausgerechnet in der Spiralgalaxie NGC 6946, die für ihre vielen Supernova-Explosionen berühmt ist und deswegen sogar „Feuerwerks-Galaxie“ genannt wird: Zwischen 1917 und 2017 wurden dort nicht weniger als 10 Supernovae registriert, von denen die jüngste sogar gerade mit etwa 13 mag. ein beliebtes astrofotografisches Motiv ist. Der Grund für die vielen Sternexplosionen ist die anhaltend hohe Sternbildungsrate in der Galaxie, bei der auch viele massereiche Sterne entstehen, die bald wieder untergehen. Lange nahm man an, dass jeder Stern mit mehr als ein paar Sonnenmassen erst als Supernova grell explodiert und dann als Neutronenstern endet – aber die Statistiken passen vorne und hinten nicht. Und auch theoretisch wäre es kein Problem, wenn besonders massereiche Sterne – etwa ab einer Grenze von 18 Sonnenmassen – direkt zu einem Schwarzen Loch kollabieren würden, ohne dabei ein letztes Mal hell aufzuleuchten. Der keck N6946-BH1 (für „Black Hole“) getaufte Stern wäre ein guter Kandidat für so eine „Failed Supernova“: Nach Bildern der Galaxie vor seinem Ende war er ein Roter Überriese von etwa 25-mal der Masse der Sonne.

Wie die Lichtkurve von N6946-BH1 zeigt, wurde der Stern im sichtbaren Licht 2009 erst um einen Faktor von rund 10 heller, um danach auf weniger als 1/100 der ursprünglichen Helligkeit abzusacken. Die Infrarotstrahlung derselben Quelle ist dagegen ziemlich konstant geblieben und sinkt erst in den letzten Jahren langsam. Dieses Verhalten könnte viele Gründe haben, z.B. starke Staubbildung nach einem eruptiven Ereignis auf dem Stern oder eine Verschmelzung zweier Sterne. Aber die Beobachter kommen in der Gesamtschau der Daten zu dem Schluss, dass das wahrscheinlichste Szenario so ablief: Der Überriese stieß in der Endphase seines Lebens seine Hülle ab und verabschiedete sich dann als Schwarzes Loch – das jetzt noch ein bisschen nachglüht, weil ein Teil des verlorenen Materials nachstürzt. Die mehrere Jahre lang vor dem Ausbruch / Einbruch langsam ansteigende Infrarotstrahlung passt allerdings nicht recht ins Bild: N6946-BH1 sollte die kommenden Jahre im Infraroten und auch Röntgenbereich überwacht werden, um die Schwarzloch-Hypothese zu testen.

LINKS:
Originalarbeit: https://arxiv.org/abs/1609.01283
OSU Press Release: https://news.osu.edu/news/2017/05/25/massivefail
NASA Press Release: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/collapsing-star-gives-birth-to-a-black-hole