Robert Klatt
Das Schwarze Loch V404 Cygni hat einen nahen und einen sehr weit entfernten Begleitstern. Es ist das erste bekannte Dreifachsystem mit einer zentralen Schwarzen Loch und könnte das erste bekannte Schwarze Loch sein, das durch eine sanfte Bildung entstanden ist.
Cambridge (U.S.A.). Die Astronomie hat bisher viele Doppelsysteme entdeckt, die aus einem Schwarzen Loch und einem zweiten Objekt, meistens einem Stern, ein anderes Schwarzes Loch oder ein viel dichterer Neutronenstern, bestehen. Die beiden Objekte bewegen sich spiralförmig zueinander und werden durch die enorme Gravitation des Schwarzen Lochs zusammengehalten. Forscher der Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nun ein Dreifachsystem entdeckt.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature haben sie das System in der Onlinesammlung Aladin Lite gefunden, die eine Vielzahl von astronomischer Beobachtungen enthält. Anschließend haben sie das Schwarze Loch V404 Cygni in der Milchstraße genau untersucht und dabei entdeckt, dass sich in einem überraschend geringen Abstand zum Schwarzen Loch zwei Lichtflecken befinden.
Die Wissenschaftler deuten ihre Beobachtung als ein Dreifachsystem mit einem zentralen Schwarzen Loch, das regelmäßig Material von einem kleinen Stern in der unmittelbaren Nähe frisst. Diese Konfiguration kann einen der zwei Lichtflecken erklären und ähnelt den meisten bekannten Doppelsystemen.
Zudem umkreist noch ein zweiter Stern das Schwarze Loch und verursacht den zweiten Lichtfleck. Seine Entfernung zum Schwarzen Loch ist rund 25.000-Mal größer als die des ersten Sterne. Er umkreist das Schwarze Loch deshalb nur alle 70.000. Trotz der großen Entfernung ist auch der zweite Stern durch die enorme Schwerkraft mit dem Schwarzen Loch fest verbunden.
„Wir sehen zwei Sterne, die einander folgen, weil sie durch diese schwache Schwerkraft verbunden sind. Das muss also ein dreifaches System sein.“
Schwarze Löcher entstehen meistens, wenn sterbende Sterne in gewaltigen Explosionen enden. Eine solche Supernova setzt gigantische Mengen an Energie im Weltraum frei und anschließend kollabiert der Stern zu einem unsichtbaren Schwarzen Loch. Diese Entstehungsart kann das Schwarze Loch V404 Cygni jedoch nicht haben, weil eine Supernova alle lose gebundenen Objekte, darunter auch den zweiten, weit entfernten Begleitstern, weggeschleudert hätte.
Die Wissenschaftler haben deshalb mit Simulationen alternative Entstehungsarten des Schwarzen Lochs V404 Cygni untersucht. Laut den Ergebnissen ist das Dreifachsystem mit hoher Wahrscheinlichkeit durch einen direkten Kollaps entstanden, also ein kosmisches Ereignis, bei dem ein Stern ohne große Explosion zusammenbricht.
„Die überwiegende Mehrheit der Simulationen zeigt, dass der einfachste Weg, dieses Triple zu erzeugen, der direkte Kollaps ist.“
Das Schwarze Loch V404 Cygni könnte damit das erste bekannte Schwarze Loch sein, dass durch einen solchen, vergleichsweise sanften Prozess entstanden ist.
„Wir glauben, dass die meisten Schwarzen Löcher aus heftigen Explosionen von Sternen entstehen, aber durch unsere Entdeckung wird dies infrage gestellt. Dieses System wirft auch die Frage auf, ob es da draußen noch mehr Triples gibt.“
Nature, doi: 10.1038/s41586-024-08120-6
