Dunkles Einhorn: Forscher entdecken nur 1500 Lichtjahre von der Erde entfernt ein winziges schwarzes Loch

Schwarze Löcher entstehen, wenn ein massereicher Stern am Ende seines Lebenszyklus in einer Supernova explodiert. Abhängig von seiner Masse kollabiert der Sternenkern dann entweder zu einem sehr dichten Neutronenstern oder eben zu einem Schwarzen Loch. Astronomen haben nun einen winzigen Vertreter letzterer Kategorie in relativer Erdnähe entdeckt: In einer Entfernung von 1500 Lichtjahren könnte es das erdnächste Schwarze Loch sein. Außerdem handelt es sich um das bisher kleinste Schwarze Loch, was das sogenannte „dunkle Einhorn“ zu etwas Besonderem macht.

Schwarzes Loch oder Neutronenstern?

Wo die Grenze verläuft, die definiert, wann aus einer Supernova ein Neutronenstern entsteht und wann ein Schwarzes Loch, ist bisher unklar. Das liegt vor allem daran, dass kleine Schwarze Löcher für Astronomen und ihre Messgeräte nicht sichtbar sind – auch dann nicht, wenn es Teil eines Doppelsystems ist. Kleine Schwarze Löcher interagieren nicht aktiv mit Materie, sodass sie nur schwer zu entdecken sind. Daher ist auch unbekannt, wie viele dieser nicht interagierenden Schwarzen Löcher es in der Milchstraße gibt.

Einen dieser kleinen Vertreter seiner Art haben Astronomen nun jedoch gefunden, und zwar im Orbit eines hellen Roten Riesen im Sternbild Monocerus (Einhorn), nur 1500 Lichtjahre von uns entfernt. Der Rote Riese namens V723 Mon ist als veränderlicher Stern bekannt, allerdings wusste man bisher nicht, was die Veränderungen seiner Lichtkurve verursachte.

Ein Team rund um Tharindu Jayasinghe wollte dieser Frage nun auf den Grund gehen und verwendete dafür Beobachtungsdaten mehrerer Teleskope. Unter anderem kamen Satellitendaten des Gaia-Satelliten der ESA sowie Daten der Weltraumteleskope TESS und Swift zum Einsatz.

“Dunkles Einhorn“ in relativer Erdnähe

Sowohl das Lichtspektrum als auch die Radialgeschwindigkeit und Form des Roten Riesen deuteten auf Einfluss durch die Schwerkraft eines Begleiters hin. Allerdings fanden die Forscher keinerlei Hinweise auf einen Licht emittierenden Begleiter. Es müsse sich daher um ein kompaktes, dunkles Objekt handeln – nach Ansicht der Forscher ist ein Schwarzes Loch die naheliegendste Erklärung. „Als wir uns die Daten anschauten, sprang uns dieses Schwarze Loch geradezu ins Auge“, so die Forscher. Ihre Entdeckung taufte das Team dann nach ihrem Sternbild „Unicorn“. Basierend auf der Lichtkurve könne das Schwarze Loch nur drei Sonnenmassen umfassen.

Es würde sich damit um das bisher kleinste und erdnächste Schwarze Loch handeln. Die Entdeckung konnte auch bereits durch eine weitere, unabhängige Messung durch Astronomen der Universität Osaka bestätigt werden.

Es gibt mehr dieser Winzlinge in der Milchstraße

In der zweiten Messung untersuchten Kento Masuda und Teryuki Hirano, wie sich bestimmte Merkmale der Lichtkurve erklären ließen. Sie führen die beobachteten Merkmale auf einen Gezeiteneffekt des Schwarzen Lochs zurück. Die beiden japanischen Astronomen konnten durch ihre Berechnungen zudem die extrem geringe Masse des „dunklen Einhorns“ bestätigen und legen sie auf 2,93 Sonnenmassen fest.

Damit bewegt sich das Schwarze Loch in der sogenannten Massenlücke, also dem Bereich, in dem die Grenze zwischen Schwarzen Löchern und Neutronensternen liegen muss. Bisher sind nur etwa eine Handvoll Schwarzer Löcher bekannt, die in diesem Bereich liegen.

Jayasinghes Team schätzt, dass es in der Milchstraße noch mehr von diesen winzigen, unsichtbaren Schwarzen Löchern geben muss. Es könnte allein 100 bis 1000 Doppelsysteme wie 723 Mon und sein Schwarzes Loch in der Galaxie geben.

via Ohio State University