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STERNE
Sternentstehung um Schwarze Löcher?
von Stefan Deiters
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22. August 2008

Woher stammen die massereichen Sterne, die man auch in unmittelbarer Nähe des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße aufgespürt hat? Entstanden sein, so bislang die Ansicht, können sie in dieser extremen Umgebung nicht. Wirklich nicht? Computersimulationen schottischer Astronomen deuten nun darauf hin, dass Sternentstehung sehr wohl in der Nähe eines supermassereichen Schwarzen Lochs möglich ist.

Simulation

In der Simulation entstanden in einer elliptischen Gasscheibe um das zentrale Schwarze Loch zahlreiche neue Sterne. Bild: I. Bonell & K. Rice / University of St. Andrews

Die Existenz von massereichen Sternen in der Nähe des zentralen Schwarzen Lochs unserer Milchstraße hat Wissenschaftler lange Zeit vor ein Problem gestellt: Wie konnten diese Sterne, deren Bahnen vor einigen Jahren so eindrucksvoll mit dem Very Large Telescope verfolgt worden waren, in dieser extremen Umgebung entstehen? Molekülwolken, aus denen Sterne geboren werden, müssten in der Nähe eines supermassereichen Schwarzen Loches eigentlich auseinandergerissen werden, was jede Sternentstehung verhindern dürfte.

Erst im vergangenen Monat hatten Bonner Astronomen daher eine Theorie vorgestellt, nach der die Sterne in der Nähe des Schwarzen Lochs aus einem in größerer Entfernung der Schwerkraftfalle liegenden Ring stammen (astronews.com berichtete). Doch jetzt glauben zwei Astronomen aus Schottland, dass dies gar nicht nötig ist: Sterne, so ergaben Computersimulationen von Professor Ian Bonnell von der Universität in St. Andrews und Dr. Ken Rice von der University of Edinburgh, können sehr wohl in der Nähe eines Schwarzen Lochs entstehen - und zwar in einer elliptischen Scheibe, die von massereichen Gaswolken übriggeblieben ist, die in das Schwarze Loch gestürzt sind.

"Unsere Simulationen zeigen, dass junge Sterne in der Nähe eines supermassereichen Schwarzen Lochs entstehen können - solange es ausreichend Nachschub von massereichen Gaswolken aus den entfernteren Bereichen der Galaxie gibt", so Bonnell.

In ihrer Simulation verfolgten die Wissenschaftler, wie zwei riesige Gaswolken, jede mit einer Masse von bis zu 100.000 Sonnenmassen, ins Schwarze Loch stürzen. Insgesamt benötigte die Simulation Rechenzeit von mehr als einem Jahr. Zu erkennen ist, wie die Gaswolken auseinandergerissen werden und sich eine Spiralstruktur um das Schwarze Loch bildet. Bewegungsenergie wird nun von dem Gas, das sich näher am Schwarzen Loch befindet nach außen transportiert, so dass Teile der Wolke ins Schwarze Loch stürzen, während andere entkommen können.

Unter diesen Bedingungen, so das Resultat der Forscher, können nur massereiche Sterne entstehen, die darüber hinaus wegen der elliptischen Form der Scheibe einen exzentrischen Orbit um das Schwarze Loch erhalten würden. Damit erfüllen die jungen Sterne zwei wichtige auch beobachtete Merkmale: Sie sind massereich und bewegen sich auf sehr exzentrischen Orbits um das supermassereiche Schwarze Loch.

"Sehr wichtige war die Modellierung der Aufheizung und des Abkühlens des Gases, da dies entscheidend ist, um festzustellen, wann ein Teil der Wolke kollabieren kann und ein Stern entsteht", erklärt Rice. "Die Aufheizung kommt durch die Kompression des Gases, wenn die Wolke vom Schwarzen Loch auseinandergerissen wird. Dies wird durch die Abkühlung ausgeglichen, für deren Berechnung man genau wissen muss, wie schnell die Strahlung aus der Wolke entkommen kann."

"Die Sterne, die gerade um das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum kreisen, haben eine Lebenserwartung von nur zehn Millionen Jahren", so Bonnell. "Das deutet darauf hin, dass dieser Vorgang sich immer wiederholt." Die Astronomen hoffen, dass die jetzt entdeckten Prozesse ihnen auch helfen werden, den Ursprung der supermassereichen Schwarzen Löcher in unserer und in anderen Galaxien besser zu verstehen.

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siehe auch
Milchstraße: Das Geheimnis der S-Sterne - 22. Juli 2008
Milchstraße: "Todesschrei" vom Rand des Schwarzen Lochs - 3. November 2003
VLT: Rasender Stern um das zentrale Schwarze Loch - 21. Oktober 2002
Links im WWW
University of St. Andrews
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