CHANDRA
Das jüngste Schwarze Loch der Milchstraße?
von Stefan Deiters
astronews.com
14. Februar 2013

Astronomen könnten mithilfe des NASA-Röntgenteleskops Chandra das jüngste Schwarze Loch der Milchstraße entdeckt haben. Sie spürten das Objekt in den Überresten einer sehr ungewöhnlichen Supernova in rund 26.000 Lichtjahren Entfernung auf. Die Explosion hätte vor ungefähr 1.000 Jahren auf der Erde beobachtet werden können.

Der Supernova-Überrest W49B. Die Ansicht wurde aus Daten von Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängenbereichen erstellt. Bild: NASA / CXC / MIT / L. Lopez et al (Röntgen), Palomar (Infrarot), NSF / NRAO / VLA (Radio) [Großansicht]

Der von den Astronomen mit dem Weltraumteleskop Chandra im Röntgenbereich beobachtete Supernova-Überrest W49B ist eine Besonderheit: "W49B ist der erste Überrest dieser Art, den wir in der Galaxie entdeckt haben", erläutert Laura Lopez vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), die die Studie leitete. "Es sieht so aus, als hätte der Ursprungsstern sein Leben auf eine Art beendet, wie es sonst kaum ein Stern tut."

Wenn massereichen Sternen der nukleare Brennstoff ausgeht, kollabiert in der Regel der Zentralbereich des Sterns und löst eine Supernova-Explosion aus. Diese Explosionen sind normalerweise symmetrisch, die Trümmerteile des Sterns werden also relativ gleichmäßig in alle Richtungen ins All geschleudert.

Bei W49B scheint dies jedoch anders gewesen zu sein: Offenbar wurde bei dieser Supernova Material in Polnähe des Sterns deutlich schneller ins All geschleudert als das Material aus den Äquatorregionen. Enggebündelte Teilchenstrahlen, sogenannte Jets, die von den Polen des Sterns ausgingen, scheinen die Supernova-Explosion und die anschließenden Ereignisse entscheidend beeinflusst zu haben.

Mit dem Röntgenteleskop Chandra haben die Astronomen W49B insgesamt zweieinhalb Tage lang beobachtet und konnten dadurch die Verteilung der Elemente in den Trümmern der Sternexplosion kartieren. So stellen sie fest, dass sich etwa nur in der Hälfte des Überrests Eisen nachweisen lässt, während andere Elemente wie Schwefel und Silizium gleichmäßig in den Trümmern verteilt zu sein scheinen. Diese Daten haben sie dann mit theoretischen Modellen über Supernova-Explosionen verglichen. Danach sprach dann alles für eine asymmetrische Supernova.

"Außer der ungewöhnlichen Verteilung der Elemente ist W49B zudem noch langgezogener und elliptischer als die meisten anderen Überreste", so Enrico Ramirez-Ruiz von der University of California in Santa Cruz. "Dies lässt sich sowohl im Röntgenbereich als auch in anderen Wellenlängen beobachten und deutet auf ein ungewöhnliches Ende des Sterns hin."

Supernova-Explosionen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von schweren Elemente, die nicht durch normale Fusionsprozesse im Inneren von Sternen gebildet werden können. Der genaue Ablauf dieser Explosionen ist den Astronomen allerdings noch immer nicht vollständig klar. Von extremen und ungewöhnlichen Supernovae wie W49B erhoffen sich die Forscher daher neue Einsichten in die Physik dieser Sternenexplosionen. Mit einer Entfernung von rund 26.000 Lichtjahren ist der Überrest zudem vergleichsweise nah und bietet sich für gründlichere Untersuchungen an.

Nach der Explosion eines massereichen Sterns in einer Supernova bleibt ein kompaktes Objekt zurück - entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch. Neutronensterne verraten sich dabei oft durch charakteristische Pulse im Röntgen- oder Radiobereich oder erscheinen als einfache Röntgenquellen. Bei einer sorgfältigen Suche fanden die Astronomen allerdings keinerlei Hinweise auf einen Neutronenstern und vermuten daher, dass bei der Explosion ein Schwarzes Loch entstanden sein könnte.

"Es ist mehr ein Indizienbeweis, aber wir haben faszinierende Hinweise dafür gefunden, dass durch die Supernova W49B ein Schwarzes Loch entstanden ist", so Daniel Castro vom MIT. "Wenn das der Fall ist, haben wir hier die seltene Gelegenheit, die Supernova zu untersuchen, durch die ein junges Schwarzes Loch geschaffen wurde." Die Astronomen berichten über ihre Beobachtungen in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.