Schwerstes stellares Schwarzes Loch entdeckt

Ein ungewöhnlich schweres Pärchen entdeckten Astronomen in unserer Nachbargalaxie M33. Dort finden sich in einem Doppelsternsystem ein Schwarzes Loch und ein massereicher Stern.

Ein Beitrag von Alexander Bartl. Quelle: Spaceflight Now.

Illustration: NASA/CXC/M.Weiss; Röntgen: NASA/CXC/CfA/P.Plucinsky et al.; Optisch: NASA/STScI/SDSU/J.Orosz et al.
Eine Illustration des Doppelsternsystems sowie je eine Aufnahme im optischen und Röntgenspektrum
(Bild: Illustration: NASA/CXC/M.Weiss; Röntgen: NASA/CXC/CfA/P.Plucinsky et al.; Optisch: NASA/STScI/SDSU/J.Orosz et al.)

Das Schwarze Loch ist mit 15,7 Sonnenmassen das schwerste bekannte stellare, also aus einer Supernova hervorgegangene Schwarze Loch. Das Objekt, das die Bezeichnung M33 X-7 trägt, wird von seinem Begleitstern alle dreieinhalb Tage bedeckt. Durch diesen Effekt konnten mit Daten vom Chandra-Röntgenobservatorium und dem Gemini-Teleskop die Massen sehr genau ermittelt werden.

Der Begleitstern ist mit 70 Sonnenmassen der massereichste Stern, der je in einem Doppelsternsystem mit Schwarzem Loch gefunden wurde. Die beiden Masserekorde in einem einzigen System führen zu Unstimmigkeiten mit bisherigen Theorien:

Je schwerer ein Stern ist, desto kürzer ist seine Lebensdauer, also muss M33 X-7 ursprünglich schwerer gewesen sein als sein Begleitstern. Ein Stern dieser Größe wäre aber, wenn er sich vor seinem Tod ausdehnt, größer als der Abstand zwischen den beiden Bestandteilen des Doppelsternsystems, die Umlaufbahn des Begleitsterns muss also zwischenzeitlich innerhalb der Atmosphäre von M33 X-7 gewesen sein.

Das allein widerspricht noch nicht gängigen Theorien, allerdings gehen diese davon aus, dass in einem solchen Szenario viel Masse verloren geht. Es hätte sich kein Schwarzes Loch von 15,7 Sonnenmassen formen können. Der Vorläufer des Schwarzen Lochs hat nur ein Zehntel der Masse verloren, die die Theorie vorhersagt.

Sollte die Verlustrate bei Supernovae tatsächlich kleiner sein als bisher gedacht, könnte dies auch die ungewöhnlich helle Supernova SN 2006gy erklären. Nach den gängigen Theorien müsste deren Vorläufer 150 Sonnenmassen gehabt haben.

Und was wird aus M33 X-7 und seinem Begleiter? Irgendwann wird auch der in einer Supernova vergehen, sodass ein Doppelsternsystem aus zwei Schwarzen Löchern entsteht.

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