Astronomen haben den stärksten jemals entdeckten Flare beobachtet, der von einem supermassiven Schwarzen Loch ausgeht. Man geht davon aus, dass dieses Ereignis durch die dramatische Zerstörung eines massereichen Sterns verursacht wurde. Dieser außergewöhnliche Energieausbruch, der aufgrund seiner unglaublichen Helligkeit „Superman“ genannt wird, bietet eine seltene Gelegenheit, die dynamische Umgebung dieser kosmischen Riesen zu untersuchen und liefert Hinweise zum Verständnis der Variabilität Schwarzer Löcher.
Das Phänomen: Ein Tidal Disruption Event (TDE)
Der Flare entstand aus einem aktiven galaktischen Kern (AGN), einem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie, die aktiv Materie verbraucht. Mit einer Entfernung von fast 20 Milliarden Lichtjahren ist dies einer der am weitesten entfernten TDEs, die jemals entdeckt wurden. Ein Gezeitenstörungsereignis tritt auf, wenn ein Stern der immensen Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs zu nahe kommt. Die Schwerkraft des Schwarzen Lochs dehnt sich aus und zerreißt den Stern in einem Prozess namens Spaghettiifizierung, wodurch eine enorme Menge an Energie freigesetzt wird.
Schwierigkeiten bei der Erkennung: AGNs und Variabilität
Die Erkennung dieser Ereignisse in AGNs ist eine Herausforderung, da die inhärenten Helligkeitsschwankungen um aktive Schwarze Löcher es schwierig machen, zwischen einem TDE und anderen Variabilitätsquellen zu unterscheiden. „Wir wissen seit etwa 60 Jahren, was AGNs sind, und wir wussten, dass sie sehr variabel sind, aber wir haben die Variabilität nicht verstanden“, erklärt Matthew Graham vom California Institute of Technology. Obwohl Millionen von AGNs beobachtet wurden, bleibt die zugrunde liegende Ursache ihrer Variabilität ein Rätsel. Die beispiellose Helligkeit von „Superman“ bietet einen potenziellen Durchbruch beim Verständnis dieser kosmischen Objekte.
„Superman“ entlarven: Eine verspätete Entdeckung
Ursprünglich im Jahr 2018 entdeckt, ging man zunächst davon aus, dass der Flare von einer relativ nahen Galaxie stammt, da die Astronomen ihre Entfernung von der Erde nicht messen konnten. Erst im Jahr 2023 wurde durch Folgebeobachtungen die enorme Entfernung des Flares enthüllt und seine außergewöhnlich hohe intrinsische Helligkeit bestätigt – weitaus größer als ursprünglich angenommen. Der Flare erhöhte die Helligkeit des AGN um mehr als den Faktor 40 und übertraf damit den bisher stärksten jemals von einem AGN aufgezeichneten Flare deutlich um den Faktor 30.
Der Täter: Ein Sternenriese
Die wahrscheinlichste Ursache für dieses spektakuläre Ereignis ist laut Graham und seinen Kollegen die Zerstörung eines wirklich massereichen Sterns. Sie schätzen die Masse des Sterns auf mindestens das 30-fache der Masse unserer Sonne, möglicherweise sogar noch größer.
Stellare Kindergärten rund um Schwarze Löcher
Um jedes aktive supermassive Schwarze Loch herum existiert ein spiralförmig nach innen gerichteter Materialring, der als Akkretionsscheibe bekannt ist. Es wird angenommen, dass die intensiven Bedingungen innerhalb dieser Scheibe die Entstehung massereicher Sterne begünstigen, obwohl eine direkte Beobachtung dieser Sterne bisher nicht möglich war. „Wenn unsere Interpretation richtig ist, dass es sich um ein TDE handelt, dann beweist es die Existenz dieser massereichen Sterne in dieser Umgebung, die wir vermutet haben“, sagt Graham. Die Entdeckung stützt die Idee, dass supermassive Schwarze Löcher nicht nur „vorherplätschern“, sondern in lebendigen, dynamischen Umgebungen existieren.
Zukünftige Forschung und Implikationen
Die Untersuchung von „Superman“, während es allmählich verblasst, verspricht tiefere Einblicke in die Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher. Es könnte Astronomen auch ermöglichen, Modelle zur Identifizierung von TDEs in AGNs zu entwickeln und so die Entdeckung weiterer Ereignisse zu erleichtern. * „Wenn wir sehen, dass ein TDE in einem dieser AGN-Wirte zu sein scheint, wissen wir oft nicht wirklich, ob dies nur der aktive galaktische Kern ist oder ob wir wirklich ein TDE haben. Daher ist es wirklich toll, etwas zu haben, das in dieser Hinsicht nicht mehrdeutig ist“,* erklärt Vivienne Baldassare von der Washington State University. Diese Entdeckung ist ein wichtiger Schritt zur Aufklärung der Ursachen der Variabilität in AGNs und zur Erweiterung unseres Verständnisses dieser mächtigen kosmischen Phänomene.
Die Einzelheiten dieser Forschung sind in The Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ae0b5e) veröffentlicht.
