Supermassive Schwarze Löcher, wie jenes im Zentrum der Milchstraße, verschlingen Sterne.© NASA-Archive Supermassive Schwarze Löcher, wie jenes im Zentrum der Milchstraße, verschlingen Sterne.© NASA-Archive

Baltimore. (dpa/est) Kosmisches Drama: Astronomen haben erstmals von Anfang an beobachtet, wie ein gigantisches Schwarzes Loch einen Stern verschlingt. Vermutlich handelte es sich um eine Rote Riesensonne, die dem Schwarzen Loch zu nahe gekommen war und zerrissen wurde, berichten die Wissenschafter um Suvi Gezari von der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore im US-Bundesstaat Maryland im Fachjournal "Nature". Die Sternmaterie flammte ein letztes Mal hell auf, bevor sie vom Schwarzen Loch verschluckt wurde. "Wir haben den Tod eines Sterns und seine Verdauung in Echtzeit beobachtet", erläutert Co-Autor Edo Berger vom Harvard-Smithsonian Zentrum für Astrophysik.

Der Begriff "Schwarzes Loch" wurde 1967 vom US-Physiker John Archibald Wheeler geprägt. Er bezeichnet einen Teil des Universums mit besonders hoher Gravitation, aus dem weder Materie noch irgendeine Art von elektromagnetischer Strahlung entkommen kann, in dem also die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit übersteigt. Im Sinne der Allgemeinen Relativitätstheorie sind Schwarze Löcher so stark gekrümmt, dass nicht einmal mehr für Licht ein Entkommen möglich ist.

Die Grenze, ab der die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit wird, nennt man Ereignishorizont. Materie kann hineinfallen ("Loch"), elektromagnetische Wellen können ihn nicht verlassen ("schwarz"). Die Wissenschaft kann nur vermuten, wie es zur Bildung solch starker Raumzeitverwerfungen kommen kann, doch sie ist dabei, ihre Vermutungen zu bestätigen.

Besonders große, sogenannte Supermassive Schwarze Löcher können die millionen- bis milliardenfache Sonnenmasse haben und befinden sich vermutlich in den Zentren der meisten Galaxien. Manche dieser Schwerkraftmonster sind "aktiv" und verschlingen ständig Materie aus ihrer Umgebung. Andere Schwarze Löcher wiederum - wie etwa im Zentrum unserer Milchstraße - "schlafen". In diesem Schlafzustand sind sie meist nicht nachweisbar. Sie erwachen nur, wenn ihnen ein Stern zu nahe kommt, der dann von den gigantischen Kräften zerrissen wird. Die Sternenmaterie wirbelt um das Schwarze Loch, erhitzt sich und leuchtet hell auf, bevor sie darin verschwindet. Typischerweise kommt es in einer Galaxie mit einem schlafenden Schwarzen Loch etwa alle 10.000 Jahre zu einem solchen Ereignis.

Solch ein Schauspiel haben die Astronomen im Sommer 2010 in einer knapp drei Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie beobachtet. Aufgrund der enormen Entfernung war der glücklose Stern nicht direkt zu sehen. Aus dem Aufflammen seiner Materie konnten die Wissenschafter aber die Art des Sterns, den Zeitpunkt seines Zerreißens und die Masse des Schwarzen Lochs bestimmen. Es besitzt demnach rund drei Millionen Mal so viel Masse wie unsere Sonne und ist damit in etwa so groß wie das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße.

Mahlzeit aus viel Helium und ohne Wasserstoff
Die Beobachtungen zeigten außerdem, dass das Schwarze Loch in der fernen Galaxie von dem zerrissenen Stern eine Menge Helium verspeiste, aber keinen Wasserstoff. Vermutlich handelte es sich daher um den Kern eines Roten Riesensterns, dem seine Wasserstoffhülle bereits bei einem früheren Umlauf entrissen worden war. "Dieser Stern hat nur knapp eine Begegnung mit dem Schwarzen Loch überlebt, in der zweiten Runde kam dann sein unglückliches Ende", erläutert Harvard-Forscher Ryan Chornock.

Nicht zum ersten Mal erlebten Astronomen, wie ein Schwarzes Loch einen Stern verschlingt. Meist werden diese seltenen kosmischen Dramen jedoch erst dann bemerkt, wenn sie bereits fortgeschritten sind. Das Besondere an der aktuellen Beobachtung ist, dass die Forscher den Prozess von Anfang an beobachten konnten. Daher konnten sie den Zeitpunkt, an dem der Stern zerrissen wurde, auf zwei Tage genau in das Frühjahr 2010 datieren.