Massereiche Sterne enden üblicherweise in spektakulären Supernovae, bei denen sie ihre äußeren Schichten in den Weltraum schleudern. Neuere Forschungen legen jedoch nahe, dass einige dieser Sterne einfach spurlos verschwinden könnten. Sterne, die in älteren Studien sichtbar waren, sind in neueren Beobachtungen nicht mehr zu finden. Dies hat Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dazu veranlasst, alternative Erklärungen für ihr Verschwinden zu untersuchen.
Sterne sterben ohne Supernova
Eine Studie unter der Leitung des Astrophysikers Alejandro Vigna-Gómez vom Niels-Bohr-Institut und dem Max-Planck-Institut legt nahe, dass einige massereiche Sterne leise sterben. Sie kollabieren, so die Theorie, direkt zu Schwarzen Löchern, ohne eine explosive Supernova. Auch Beobachtungen des Binärsystems VFTS 243 in der Großen Magellanschen Wolke unterstützen die Idee des Teams. Das System besteht aus einem Schwarzen Loch und einem Begleitstern, zeigt jedoch keine Anzeichen einer vorangegangenen Explosion.
Das Fehlen von Supernova-Beweisen in VFTS 243 deutet auf einen anderen Prozess des stellaren Todes hin. Würde man einen Stern zu richtigen Zeitpunkt beobachten, könne es einem vorkommen, als würde er plötzlich erlöschen und vom Himmel verschwinden, erklärte Vigna-Gómez im Rahmen einer Pressemitteilung der University of Copenhagen.
„Der Kollaps ist so vollständig, dass keine Explosion stattfindet, nichts entweicht und man keine helle Supernova am Nachthimmel sehen würde. Tatsächlich haben Astronomen in jüngster Zeit das plötzliche Verschwinden von hell leuchtenden Sternen beobachtet. Wir können keinen sicheren Zusammenhang feststellen, aber die Ergebnisse, die wir durch die Analyse von VFTS 243 erhalten haben, haben uns einer glaubwürdigen Erklärung sehr viel näher gebracht.“
Alejandro Vigna-Gómez
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Schwarzes loch ist „höchstwahrscheinlich sofort entstanden“
Der Begleitstern und das Schwarze Loch von VFTS 243 bieten den Forschenden entscheidende Einblicke in das Phänomen. Die fast kreisförmige Umlaufbahn des Begleitsterns deute darauf hin, dass das Schwarze Loch keinen signifikanten Impuls von einer Supernova erhalten habe. Für das Team sei das ein klarer Hinweis darauf, dass es einen direkten Kollaps gegeben haben müsse.
Traditionell würde eine Supernova-Explosion die äußeren Schichten des Sterns ausstoßen und einen dichten Kern hinterlassen, entweder einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch. Wenn die Explosion unausgewogen ist, kann sie dem Kern einen Geburtsimpuls geben und ihn durch den Raum schicken. VFTS 243 zeigt jedoch keine Anzeichen eines solchen Impulses, was auf ein direktes Kollapsszenario hindeutet.
„Unsere Analyse deutet eindeutig darauf hin, dass das Schwarze Loch in VFTS 243 höchstwahrscheinlich sofort entstanden ist, wobei die Energie hauptsächlich über Neutrinos verloren ging“, ergänzte Professorin Irene Tamborra vom Niels-Bohr-Institut, die ebenfalls an der Studie beteiligt war. Die Ergebnisse der Studie würden VFTS 243 als den bisher besten beobachtbaren Fall für die Theorie von stellaren Schwarzen Löchern hervorheben, die durch einen vollständigen Kollaps entstehen.
Quellen: „Constraints on Neutrino Natal Kicks from Black-Hole Binary VFTS 243“ (Physical Review Letters, 2024); University of Copenhagen
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