Illustration eines kollabierten Sterns, umgeben von einer leuchtenden Staubhülle. Im Inneren der Staubhülle befindet sich ein Schwarzes Loch. (Bild: Keith Miller, Caltech/IPAC – SELab)
Kurzinfo: Stern verschwindet, Schwarzes Loch entsteht
- M31-2014-DS1 liegt in der Andromeda-Galaxie rund 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt
- Der Stern hellte sich ab 2014 im Infraroten auf und verblasste 2016 abrupt
- 2022 und 2023 war er im sichtbaren Licht praktisch verschwunden
- Übrig blieb ein schwaches Signal im mittleren Infrarot
- Ursache vermutlich Kernkollaps ohne Supernova Explosion
- Staubbildung erzeugt jahrzehntelangen Infrarot Nachglanz
- Im Inneren der Staubhülle wird ein Schwarzes Loch vermutet
Es ist ein seltsames Schauspiel im Kosmos: Ein Stern stirbt – aber nicht mit dem erwarteten Knall. Statt in einer Supernova zu explodieren, ist er einfach verblasst, als hätte jemand das Licht ausgeknipst. Genau dieses Verschwinden haben Forschende nun in der Andromeda-Galaxie beobachtet.
Die Geschichte beginnt mit einem Stern namens M31-2014-DS1, rund 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Er gehörte zu den hellsten Sternen seiner Galaxie. Doch dann begann er sich zu verändern: Erst strahlte er im Infraroten stärker, dann fiel seine Helligkeit rapide ab. 2022 und 2023 war er im sichtbaren Licht praktisch verschwunden. Zurück blieb nur ein schwaches Glimmen im mittleren Infrarot – und wahrscheinlich ein Schwarzes Loch.
Der Moment, in dem ein Stern „einfach weg“ ist
Die Forschenden werteten Beobachtungen aus den Jahren 2005 bis 2023 aus – unter anderem vom NASA-Projekt NEOWISE sowie weiteren boden- und weltraumgestützten Teleskopen. Die Daten zeigen einen klaren Bruch: Ab 2014 stieg die Infrarot-Helligkeit an, 2016 sackte sie innerhalb eines Jahres dramatisch ab. Schließlich war der Stern nur noch ein zehntausendstel so hell wie zuvor.
Kishalay De vom Flatiron Institute vergleicht das Ereignis mit einem hypothetischen Schock im eigenen Himmelsumfeld: „Dieser Stern war einer der leuchtkräftigsten Sterne in der Andromeda-Galaxie – und plötzlich war er nirgends mehr zu sehen. Stellen Sie sich vor, Beteigeuze würde auf einmal verschwinden. Alle würden durchdrehen!“
Kein Knall, kein Feuerwerk – sondern Kollaps
Normalerweise endet das Leben massereicher Sterne in einer Supernova: Der Kern kollabiert, Neutrinos erzeugen eine Schockwelle, die äußeren Schichten werden fortgeschleudert. Doch bei M31-2014-DS1 scheint genau dieser Mechanismus versagt zu haben.
Die Beobachtungen passen zu einem Szenario, das Physiker seit Jahrzehnten diskutieren: Wenn die Neutrino-Schockwelle zu schwach ist, fällt das Material zurück – und aus dem kurzlebigen Neutronenstern wird ein Schwarzes Loch.
Konvektion: Der unterschätzte Akteur im Inneren
Entscheidend ist offenbar die chaotische Bewegung der Gase im Sterninneren. Durch Temperaturunterschiede entsteht Konvektion – ähnlich wie kochendes Wasser, das ständig aufsteigt und absinkt. Diese Turbulenzen sorgen dafür, dass nicht alles Material sofort ins Schwarze Loch stürzt.
Die Theorie dazu hatte unter anderem Andrea Antoni entwickelt. Nun liefert M31-2014-DS1 den passenden Beleg. Antoni erklärt: „Die Akkretionsrate ist viel langsamer, als wenn der Stern direkt implodiert wäre. Dieses konvektive Material hat Drehimpuls und kreist um das Schwarze Loch. Statt in Monaten hineinzufallen, dauert es Jahrzehnte.“
Staub als Leuchtsignal eines neugeborenen Schwarzen Lochs
Während ein Teil des Materials nach außen geschleudert wird, kühlt es ab und bildet Staub. Dieser Staub verschluckt das Licht aus der Umgebung des Schwarzen Lochs, erwärmt sich jedoch selbst – und strahlt im Infraroten. Das erklärt, warum der Stern zwar optisch verschwand, aber noch als roter Nachglanz messbar bleibt.
De sieht darin einen langfristigen Glücksfall für die Astronomie: „Das Licht aus dem staubigen Trümmermaterial wird bei der Empfindlichkeit von Teleskopen wie dem James-Webb-Weltraumteleskop jahrzehntelang sichtbar sein, weil es nur sehr langsam verblasst.“
Ein kosmischer Kriminalfall – und ein Hinweis auf viele weitere
Die Studie, veröffentlicht am 12. Februar in Science, könnte ein Schlüssel sein, um die Geburt stellarer Schwarzer Löcher besser zu verstehen. Die Forschenden schätzen, dass nur etwa ein Prozent der äußeren Sternhülle tatsächlich ins Schwarze Loch fällt – genug jedoch, um den Infrarot-Schimmer über Jahrzehnte zu speisen.
Zugleich half der Fall, ältere Beobachtungen eines ähnlichen Objekts neu zu deuten: NGC 6946-BH1. Was früher wie ein kurioser Einzelfall wirkte, erscheint nun als Teil einer ganzen Klasse von „verschwindenden Sternen“.
Originalpublikation:
Kishalay De,
Disappearance of a massive star in the Andromeda Galaxy due to formation of a black hole,
in: Science
DOI: 10.1126/science.adt4853
Über den Autor / die Autorin
- Robo-Journalistin Siri Stjärnkikare betreut das Raumfahrt- und Astronomie-Ressort von Phaenomenal.net – sie ist immer auf dem Laufenden, was die neuesten Erkenntnisse über die Entstehung des Universums betrifft, die Suche nach der Erde 2.0 oder die nächste Mond- oder Mars-Mission.
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