NGC 1399, eine elliptische Galaxie etwa 65 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Bildnachweis: NASA, Chandra
Ein dichter Sternrest wurde von einem schwarzen Loch, das tausendmal so massereich wie die Sonne ist, auseinandergerissen. Wenn dies bestätigt würde, wäre diese Entdeckung ein kosmisches Doppelspiel: Es wäre ein starker Beweis für ein Schwarzes Loch mit mittlerer Masse - was ein heiß diskutiertes Thema war - und würde das erste Mal markieren, dass ein solches Schwarzes Loch beim Zerreißen eines Sterns erwischt wurde. Wissenschaftler glauben, dass eine mysteriöse intensive Röntgenemission, die als „ultraluminöse Röntgenquelle“ oder ULX bezeichnet wird, für die Zerstörung verantwortlich ist. "Astronomen haben bereits Fälle angeführt, in denen Sterne von supermassiven Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien auseinandergerissen wurden. Dies ist jedoch der erste gute Beweis für ein solches Ereignis in einem Kugelsternhaufen", sagte Jimmy Irwin von der University of Alabama, der die Studie.
Die neuen Ergebnisse stammen vom Chandra-Röntgenobservatorium und dem Magellan-Teleskop und wurden heute auf dem 215. Treffen der American Astronomical Society bekannt gegeben.
Das Szenario basiert auf Chandra-Beobachtungen, die das ULX in einer dichten Ansammlung alter Sterne enthüllten, und optischen Beobachtungen, die eine eigenartige Mischung von Elementen zeigten, die mit der Röntgenemission verbunden sind. Zusammengenommen kann der Fall angeführt werden, dass die Röntgenemission durch Trümmer eines zerstörten weißen Zwergsterns erzeugt wird, der erhitzt wird, wenn er auf ein massives Schwarzes Loch fällt. Die optische Emission kommt von weiter außen liegenden Trümmern, die von diesen Röntgenstrahlen beleuchtet werden.
Die Intensität der Röntgenemission ordnet die Quelle in die Kategorie ein, was bedeutet, dass sie leuchtender als jede bekannte stellare Röntgenquelle ist, jedoch weniger leuchtend als die hellen Röntgenquellen (aktive galaktische Kerne), die mit supermassiven Schwarzen Löchern assoziiert sind in den Kernen von Galaxien. Die Natur von ULXs ist ein Rätsel, aber ein Vorschlag ist, dass einige ULXs Schwarze Löcher mit Massen sind, die etwa hundert- bis mehrere tausend Mal so groß sind wie die der Sonne, ein Bereich zwischen schwarzen Löchern mit Sternmasse und supermassiven Schwarzen Löchern in den Kernen von Galaxien.
Diese ULX befindet sich in einem Kugelsternhaufen, NGC 1399, einer elliptischen Galaxie, die etwa 65 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist und ein sehr altes und überfülltes Konglomerat von Sternen darstellt. Astronomen haben vermutet, dass Kugelhaufen Schwarze Löcher mittlerer Masse enthalten könnten, aber schlüssige Beweise dafür sind schwer zu finden.
Irwin und seine Kollegen erhielten optische Spektren des Objekts mit den Teleskopen Magellan I und II in Las Campanas, Chile. Diese Daten zeigen die Emission von gas- und stickstoffreichem Gas, jedoch ohne Wasserstoff, einem seltenen Satz von Signalen von Kugelhaufen. Die aus den Spektren abgeleiteten physikalischen Bedingungen legen nahe, dass das Gas ein Schwarzes Loch mit mindestens 1.000 Sonnenmassen umkreist. Die reichlich vorhandene Sauerstoffmenge und die Abwesenheit von Wasserstoff deuten darauf hin, dass der zerstörte Stern ein weißer Zwerg war, die Endphase eines Sterns vom Solartyp, der seinen Wasserstoff verbrannt hat und eine hohe Sauerstoffkonzentration hinterlässt. Der im optischen Spektrum sichtbare Stickstoff bleibt ein Rätsel.
"Wir glauben, dass diese ungewöhnlichen Signaturen durch einen weißen Zwerg erklärt werden können, der sich zu nahe an einem Schwarzen Loch verirrt hat und von den extremen Gezeitenkräften auseinandergerissen wurde", sagte Co-Autor Joel Bregman von der University of Michigan.
Theoretische Arbeiten legen nahe, dass die durch Gezeitenstörungen verursachte Röntgenemission länger als ein Jahrhundert hell bleiben könnte, aber mit der Zeit verblassen sollte. Bisher hat das Team beobachtet, dass die Röntgenemission von 2000 bis 2008 um 35% zurückgegangen ist.
Irwin sagte auf der heutigen Pressekonferenz, dass eine neue Umfrage, die gerade beginnt, nach mehr Kugelsternhaufen mit Röntgenquellen suchen wird.
Quellen: Chandra, AAS-Treffen
