Ein Lichtblitz verrät ein Schwarzes Loch am falschen Ort
Ein Lichtblitz verrät ein Schwarzes Loch fernab des Galaxienzentrums. Der zerstörte Stern strahlte zeitweise wie zehn Milliarden Sonnen.
Künstlerische Darstellung eines Gezeitenzerstörungsereignisses: Ein Stern gerät zu nahe an ein massereiches Schwarzes Loch und wird von dessen Gezeitenkräften zerrissen. Das aufgeheizte Material leuchtet hell auf, während ein Teil davon das Schwarze Loch umkreist.
Foto: NRAO/AUI/NSF/NASA
Ein Schwarzes Loch hat sich weit außerhalb eines Galaxienzentrums durch einen gewaltigen Lichtblitz verraten. Das schätzungsweise rund eine Million Sonnenmassen schwere Objekt zerriss einen Stern. Dabei wurde so viel Energie frei, dass das Ereignis im ultravioletten Licht zeitweise heller strahlte als die gesamte Galaxie.
Die Position ist ungewöhnlich: Das Schwarze Loch liegt in der Projektion mehr als 30.000 Lichtjahre vom Zentrum seiner Wirtsgalaxie entfernt. Die tatsächliche räumliche Entfernung könnte noch größer sein. Die Galaxie selbst befindet sich rund 750 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Kein zuvor bestätigtes Gezeitenzerstörungsereignis wurde so weit außerhalb eines Galaxienkerns beobachtet. Die Ergebnisse erschienen am 27. Juli 2026 in den „Astrophysical Journal Letters“.
Inhaltsverzeichnis
Algorithmus sucht gezielt außerhalb von Galaxienzentren
Die Zwicky Transient Facility, kurz ZTF, registrierte die Aufhellung erstmals am 13. Oktober 2025. Das Teleskopsystem am Palomar-Observatorium in Kalifornien beobachtet große Teile des Nachthimmels und meldet jede Nacht etwa eine halbe Million vorübergehende Lichtquellen. Dazu gehören unter anderem Supernovae, veränderliche Sterne und aktive Galaxienkerne.
Aus dieser Datenmenge filterte eine angepasste Version des Machine-Learning-Klassifikators „tdescore“ das Ereignis heraus. Das System bewertet unter anderem die Helligkeitsentwicklung einer Quelle. Der entscheidende Unterschied zu vielen bisherigen Suchverfahren: Der Algorithmus beschränkte sich nicht auf die Zentren von Galaxien.
Diese Einschränkung hatte die Suche nach Gezeitenzerstörungsereignissen bislang geprägt. Massereiche Schwarze Löcher werden vor allem in Galaxienkernen erwartet. Entsprechend konzentrierten sich automatische Programme meist auf Lichtblitze aus diesen Regionen. TDE 2025abcr wäre mit einem solchen Filter möglicherweise aussortiert worden.
Wie ein Schwarzes Loch einen Stern zerreißt
TDE steht für „Tidal Disruption Event“, auf Deutsch Gezeitenzerstörungsereignis. Dazu kommt es, wenn ein Stern einem massereichen Schwarzen Loch zu nahe kommt. Die Anziehungskraft wirkt auf der zugewandten Seite des Sterns stärker als auf der abgewandten. Diese Gezeitenkräfte können den Stern auseinanderziehen und zerreißen.
Ein Teil des herausgerissenen Materials wird ins All geschleudert. Ein anderer Teil umkreist das Schwarze Loch, heizt sich auf und erzeugt intensive Strahlung. Das Schwarze Loch selbst bleibt dunkel. Sichtbar wird nur die leuchtende Materie in seiner unmittelbaren Umgebung.
Bei TDE 2025abcr erreichte die Strahlung eine Temperatur von rund 30.000 °C. Über mehrere Monate war das Ereignis im ultravioletten Bereich heller als seine gesamte Wirtsgalaxie. Seine zeitweilige Strahlungsleistung entsprach nach Angaben der NASA etwa zehn Milliarden Sonnen.
Wasserstoff und Helium bestätigen den Sternentod
Nach dem ersten Hinweis durch ZTF untersuchten mehrere Observatorien die Quelle. Das SOAR-Teleskop in Chile nahm ihr Spektrum auf. Darin fanden die Forschenden breite Emissionslinien von Wasserstoff und Helium, wie sie für bestimmte Gezeitenzerstörungsereignisse typisch sind.
Weitere Messungen lieferte das Neil Gehrels Swift Observatory der NASA. Sein Ultraviolet/Optical Telescope, kurz UVOT, beobachtete Wellenlängen, die von der Erdoberfläche aus nur eingeschränkt zugänglich sind. Aus diesen Daten bestimmten die Forschenden unter anderem die Temperatur der Strahlungsquelle.
Erst die Kombination aus Lichtkurve, Spektren sowie Ultraviolett- und Röntgenbeobachtungen ermöglichte die Einordnung als Tidal Disruption Event. Die Masse des beteiligten Schwarzen Lochs wurde nicht direkt gemessen. Aus der maximalen Leuchtkraft schätzt das Team sie auf die Größenordnung von einer Million Sonnenmassen. Spätere Modellrechnungen grenzen sie auf etwa eine bis zehn Millionen Sonnenmassen ein.
Im Zentrum der großen Wirtsgalaxie dürfte sich zusätzlich ein deutlich schwereres Schwarzes Loch mit mehreren hundert Millionen Sonnenmassen befinden. TDE 2025abcr stammt daher nicht vom zentralen Schwarzen Loch der Galaxie.
Erst das zweite optisch entdeckte Ereignis dieser Art
TDE 2025abcr ist erst das zweite optisch ausgewählte Gezeitenzerstörungsereignis, das eindeutig außerhalb eines Galaxienkerns lokalisiert wurde. Beim ersten bekannten Fall betrug der projizierte Abstand rund 2.600 Lichtjahre. Das neue Ereignis liegt mehr als zehnmal so weit vom Zentrum seiner Galaxie entfernt.
Solche Funde sind selten. Das liegt nicht nur daran, dass ein Stern einem Schwarzen Loch extrem nahe kommen muss. Schwarze Löcher außerhalb von Galaxienzentren nehmen häufig kaum Materie auf und senden deshalb keine auffällige Strahlung aus. Erst der zerstörte Stern machte das Objekt vorübergehend sichtbar.
Woher stammt das Schwarze Loch?
Die Beobachtungen zeigen nicht, wie das Schwarze Loch an seine heutige Position gelangte. Das Forschungsteam nennt zwei Möglichkeiten.
Mehrere Galaxien könnten miteinander verschmolzen sein. Wechselwirkungen zwischen ihren zentralen Schwarzen Löchern könnten das leichteste Objekt weit aus dem gemeinsamen Zentrum geschleudert haben.
Alternativ könnte das Schwarze Loch ursprünglich im Zentrum einer kleineren Satellitengalaxie gelegen haben. Während einer Verschmelzung mit der größeren Galaxie könnten große Teile dieser kleinen Galaxie abgetragen worden sein.
Eine zusätzliche Auswertung von Daten des James-Webb-Weltraumteleskops und des Keck-Observatoriums hält das zweite Szenario für wahrscheinlicher. An der Position des Schwarzen Lochs könnte sich ein kompakter Sternhaufen befinden, der als Rest einer weitgehend zerlegten Satellitengalaxie infrage kommt. Die bislang als Preprint veröffentlichte Studie kann einen dynamischen Auswurf aus dem Galaxienzentrum jedoch nicht ausschließen.
Neue Suche nach verborgenen Schwarzen Löchern
Der Fund zeigt, dass automatische Suchsysteme auch Lichtblitze außerhalb von Galaxienkernen berücksichtigen müssen. Nach Einschätzung des Forschungsteams könnte das Vera-C.-Rubin-Observatorium künftig jedes Jahr Dutzende vergleichbare Ereignisse mit messbarem Abstand zum jeweiligen Galaxienzentrum finden.
Auch das geplante Nancy Grace Roman Space Telescope soll die Suche ausweiten. Durch Beobachtungen weit entfernter Galaxien könnte es Gezeitenzerstörungsereignisse aus deutlich früheren Phasen des Universums erfassen. Größere Stichproben sollen zeigen, wie häufig massereiche Schwarze Löcher außerhalb von Galaxienzentren vorkommen.
Ein Beitrag von:
