Von einer leuchtenden Scheibe mit Wirbelstruktur umgebenes dunkles Objekt

Schnell rotierender Stern gibt Materie an Schwarzes Loch ab

Die Theorie der Sternentwicklung sagt ihre Existenz seit 15 Jahren voraus, jetzt haben Astronomen erstmals ein solches Sternsystem aufgespürt: Es besteht aus einem jungen, extrem schnell rotierenden Stern und einem Schwarzen Loch. Die Eigendrehung des sogenannten Be-Sterns ist so rasant, dass durch die gewaltige Fliehkraft Gas von seinem Äquator ab- und in das Schwarze Loch hineinströmt. Die Masse des Schwarzen Lochs beträgt zwischen dem 3,8- und dem 6,9-fachen der Sonnenmasse, schreibt das Entdeckerteam im Fachblatt „Nature“.

„Schwarze Löcher mit stellarer Masse wurden bislang stets durch ihre Röntgenstrahlung entdeckt“, erläutern Jorge Casares von der Universität La Laguna auf Tenerriffa und seine Kollegen. „Diese entsteht durch die Akkretion von Gas, das entweder einem Stern kleiner Masse entrissen wird oder vom Sternwind eines massereichen Sterns stammt.“ Theoretische Entwicklungsmodelle von Doppelsternen zeigen jedoch, dass es noch einen anderen physikalischen Prozess gibt, der Schwarze Löcher in Doppelsternsystemen mit Materie versorgen kann: Die extreme Rotation junger Sterne und das damit verbundene Abströmen von Materie am Äquator dieser Objekte.

Ellipsoidaler Stern, von dem am Äquator Gas abströmt.
Schematische Darstellung eines Be-Sterns

Bislang war die Suche nach solchen Systemen erfolglos. Derzeit kennen die Astronomen zwar 81 Röntgenquellen, bei denen es sich um Doppelsysteme mit einem jungen, schnell rotierenden Be-Stern handelt. Doch in allen diesen Fällen ist der Begleiter ein Neutronenstern. Bisher schien einzig das Doppelsystem MWC 656 ein aussichtsreicher Kandidat zu sein, „doch diese Vermutung basierte auf einer einzigen Messung der Bahngeschwindigkeit, auf einer fehlerhaften Klassifikation des Spektrums und auf einer sehr groben Schätzung des Neigungswinkels der Umlaufbahn“, so Casares und seine Kollegen.

Das Forscherteam präsentiert nun eine verbesserte Vermessung der Umlaufbahn des Systems sowie den Nachweis von Strahlung, die offenbar aus einer Akkretionsscheibe stammt. Hierin sammelt sich die Materie, bevor sie in das Schwarze Loch hineinfällt. Die Beobachtungen legen nahe, dass die vom Be-Stern abströmende Materie im System MWC 656 wohl tatsächlich auf ein Schwarzes Loch fällt. Allerdings ist dieser Prozess weit weniger effektiv als die beiden anderen, weshalb MWC 656 vergleichsweise wenig Röntgenstrahlung aussendet. Dies sei auch die Erklärung dafür, so die Forscher, dass bisher kein derartiges Objekt unter den bekannten Röntgendoppelsternen gefunden werden konnte.