Astronomen haben den hellsten jemals aufgezeichneten schnellen blauen optischen Transienten (FBOT) mit der Bezeichnung AT 2024wpp beobachtet, der bestätigt, dass diese extremen Ereignisse von Schwarzen Löchern verursacht werden, die ganze Sterne auseinanderreißen. Die neuen Beobachtungen schließen herkömmliche Sternexplosionen als Ursache aus und zeigen, dass ein Schwarzes Loch mit der bis zu 100-fachen Masse unserer Sonne einen massereichen Begleitstern verzehrte und einen erheblichen Teil seiner Masse direkt in Energie umwandelte.
Was sind schnelle blaue optische Transienten?
FBOTs sind kurzlebige, intensiv helle Ausbrüche, die über Milliarden von Lichtjahren hinweg sichtbar sind. Sie wurden 2014 erstmals entdeckt und stellten Wissenschaftler vor ein Rätsel, da ihre Energieausbeute konventionellen Erklärungen wie Supernovae widerspricht. Der erste gut untersuchte Fall, AT 2018cow (Spitzname „die Kuh“), führte zu einer Reihe von spielerisch benannten Nachfolgern: dem Koala, dem Tasmanischen Teufel und dem Fink. Nun hat AT 2024wpp – möglicherweise „die Wespe“ – frühere Rekorde gebrochen.
Extreme Energiefreisetzung
Die von AT 2024wpp freigesetzte Energie ist 100-mal größer als die einer typischen Supernova. Um diese Leuchtkraft zu erzeugen, müssten innerhalb von Wochen etwa 10 % der Sonnenmasse in Energie umgewandelt werden. Entscheidend ist, dass Beobachtungen mit dem Gemini South-Teleskop einen Überschuss an Licht im nahen Infrarot zeigten, eine Signatur, die zuvor nur bei AT 2018cow beobachtet wurde – und bei normalen Sternexplosionen fehlt. Dieser Befund belegt, dass Emissionen im nahen Infrarot ein Kennzeichen von FBOTs sind, obwohl der zugrunde liegende Mechanismus noch ungeklärt ist.
„Die schiere Menge der von diesen Ausbrüchen abgestrahlten Energie ist so groß, dass man sie nicht mit einer Kernkollaps-Sternexplosion – oder einer anderen Art normaler Sternexplosion – antreiben kann“, sagte Natalie LeBaron, eine Doktorandin an der University of California in Berkeley.
Die langfristige Nahrungsaufnahme des Schwarzen Lochs
Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Schwarze Loch über einen längeren Zeitraum hinweg langsam Material von seinem Begleiter abgestreift und so einen Halo aus Gas um sich herum aufgebaut hat. Als der Begleitstern zu nahe kam, wurde er zerfetzt und das resultierende Material prallte gegen die Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs. Diese Kollision erzeugte intensives Röntgen-, Ultraviolett- und blaues Licht. Ein Teil des Gases wurde auch in starken Strahlen ausgestoßen, die sich mit 40 % der Lichtgeschwindigkeit bewegten und nachweisbare Radiowellen erzeugten.
Der zerfetzte Begleitstern war wahrscheinlich ein massereicher Wolf-Rayet-Stern, dem bereits ein Großteil seines Wasserstoffs entzogen war, was die schwache Wasserstoffemission erklären würde, die in AT 2024wpp beobachtet wurde. Das Ereignis ereignete sich in einer sternbildenden Galaxie, in der solche massereichen Sterne häufig vorkommen, in einer Entfernung von 1,1 Milliarden Lichtjahren. AT 2024wpp ist 5 bis 10 Mal heller als der bisherige Rekordhalter AT 2018cow.
Diese Ergebnisse, die in zwei Artikeln in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurden, liefern neue Einblicke in die heftigen Wechselwirkungen zwischen Schwarzen Löchern und Sternen und stellen bestehende Modelle extremer kosmischer Ereignisse in Frage.
Die Entdeckung bestätigt, dass FBOTs nicht einfach explodierende Sterne sind, sondern das Ergebnis des brutalen und energiegeladenen Festes eines Schwarzen Lochs.
