Sternsystem in Schieflage

Schwarzes Loch stellt Verständnis über deren Entstehung auf den Kopf

von Karim Belbachir

Das Schwarze Loch des Systems MAXI J1820+070, rotiert um eine schräge Achse
Im Röntgendoppelsternsystem MAXI J1820+070 rotiert das Schwarze Loch um eine schräge Drehachse. Um das Schwarze Loch sammelt sich Materie auf einer Akkretionsscheibe.

Ein finnisches Forscherteam hat bei der Beobachtung eines Röntgendoppelsternsystems ein paar schräge Eigenschaften eines Schwarzen Lochs festgestellt, die das bisherige Verständnis von diesen geheimnisvollen Objekten auf den Kopf stellen könnten.

Bewegung um die eigene Rotationsachse

Wissenschaftler um den finnischen Astronomen Juri Poutanen von der Universität in Turku haben bei ihrer Beobachtung eines Schwarzen Lochs Unregelmäßigkeiten festgestellt. Üblicherweise bewegen sich Himmelskörper um die eigene Achse und sind dabei recht stabil. So verhält es sich auch mit Schwarzen Löchern. So wurde es bisher auch bei Doppelsternsystemen wie dem beobachteten MAXI J1820+070 festgestellt. Normalerweise richten die Gezeitenkräfte die Himmelskörper aneinander aus.

Die Achsen stehen also senkrecht auf der Ebene, in der sich zwei Sterne umkreisen. Selbes wurde bisher auch bei ungleichen Partnern beobachtet, wenn beispielsweise dieses Doppelsternsystem aus einem Schwarzen Loch und einem noch aktiven Stern besteht. Ein solches ungleiches Paar ist das 10.000 Lichtjahre entfernte System MAXI J1820+070. Doch dreht sich das Schwarze Loch dort anders als erwartet.

Lese-Tipp: Schwarzes Loch in unserer Nähe entdeckt

Geburtsstoß mit Supernova

Schwarzes Loch zieht Materie von Begleitstern ab.
Die Masse eines Schwarzen Loches ist wesentlich größer als die des Begleitsterns. (Symbolbild)

Das Schwarze Loch dieses Röntgendoppelsternsystems saugt Materie von dem noch „lebenden“ Stern ab. Diese Materie umkreist das Schwarze Loch, welches an den Polen – also entlang der Achse – ionisierte Materie wieder ausstößt. Die Messung dieser Jets ergab nun, dass die Drehachse um etwa 40 Prozent geneigt ist.

Nun vermuten die Astronomen, dass es im Zuge der Supernova – aus der später das Schwarze Loch entstand – einen Schubser gegeben habe. Dieser sogenannte „Natal Kick“ (Geburtsstoß) habe das Schwarze Loch in seine Schräglage gebracht. Die Annahme ist, dass die Schräglage sogar noch größer gewesen ist, sich aber verringert, da sich die Drehachsen annähern. Die bei MAXI J1820+070 gefundene Schräglage könnte Konsequenzen für die Messungen von Schwarzen Löchern haben, da sie Röntgenmessungen der Massen und Rotation von Schwarzen Löchern verfälschten, erklärten die Wissenschaftler um Juri Poutanen.

Nur 1 Million Kilometer trennen die Himmelsobjekte

HANDOUT - 10.04.2019, ---, Weltraum: Dieses Bild ist der erste direkte visuelle Nachweis eines Schwarzen Lochs (undatiertes Handout, das am 10.04.2019 freigegeben wurde). Das Schwarze Loch befindet sich im Zentrum der riesigen Galaxie Messier 87. Um
Erstes Bild eines Schwarzen Lochs: Die Masse verdichtet sich an einem Punkt und zieht alles an, was sich in der Nähe befindet - auch Licht.

Schwarze Löcher entstehen, vereinfacht ausgedrückt, aus massereichen Sternen, die nach dem Verbrauch ihres nuklearen Brennstoffes (Wasserstoff und Helium) in einer Supernova explodieren. Die dabei ausgestoßene Materie fällt anschließend wieder in sich zusammen. Die Masse verdichtet sich an einem Punkt und zieht alles an, was sich in der Nähe befindet. Dadurch kann ein Schwarzes Loch weiter anwachsen und damit seine Gravitationskraft. Die Gezeitenkräfte sind so hoch, dass selbst Licht nicht aus ihnen entweichen kann. Die äußere Grenze des Schwarzen Lochs wird Ereignishorizont (Eventhorizon) genannt. Sobald Licht, Materie oder Strahlung sich dieser Grenze nähert, wird sie verschlungen.

Im Sternsystem MAXI J1820+070 zwackt das Schwarze Loch kontinuierlich Materie von seinem Rotem-Zwerg-Begleiter ab und sammelt diese auf einer sogenannten Akkretionsscheibe. Das Schwarze Loch hat dabei eine Masse von von etwa drei Sonnen, während der Begleitstern nur auf etwa 20 Prozent der Masse unseres Wärmespenders kommt. Die Entfernung zwischen den beiden Objekten liegt bei etwa 1 Million Kilometer. Zum Vergleich: Unsere Erde hat einen Abstand von rund 148 Millionen Kilometern zur Sonne. Zum Mars sind es etwa 70 Millionen Kilometer und unser Mond bewegt sich im Schnitt in 380.000 Kilometern um die Erde.

Lese-Tipp: Direkter Blick ins Schwarze Loch

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(kfb)