Stern wird ohne Supernova zum Schwarzen Loch

US-Forscher beobachten erstmals, wie ein massereicher Stern ohne Supernova zu einem Schwarzen Loch kollabiert.

Das explosive Ende als Supernova gilt als Standard für massereiche Sterne. Doch nun beobachten Astronomen erstmals einen stillen Kollaps direkt zu einem Schwarzen Loch. Die Entdeckung könnte ein altes Rätsel der Astrophysik lösen.

Wenn Sterne mit erheblich größerer Masse als unsere Sonne ihren nuklearen Energievorrat verbraucht haben, kollabiert ihr Kernbereich unaufhaltsam zu einem Schwarzen Loch. Zugleich schleudert der sterbende Stern seine äußeren Schichten explosionsartig ins Weltall und leuchtet hell als Supernova auf - so die übliche Darstellung. Doch das ist nicht immer so: Manche Sterne sterben leise ohne Supernova-Explosion, wie jetzt Beobachtungen eines Forschungsteams aus den USA zeigen. Einer der hellsten Sterne in der Andromeda-Galaxie ist verschwunden - und alle Anzeichen deuten darauf hin, dass er zu einem Schwarzen Loch geworden ist, wie die Wissenschaftler im Fachblatt "Science" berichten.

"Es handelt sich vermutlich um die überraschendste Entdeckung meines Lebens", sagt Kishalay De von der Columbia University in New York. In den Archivdaten des Weltraumteleskops Neowise stießen der Astrophysiker und sein Team in der 2,5 Millionen Lichtjahre entfernten Andromeda-Galaxie auf einen hellen Riesenstern, der im Jahr 2014 zunächst langsam heller wurde. Doch nach drei Jahren sank seine Helligkeit plötzlich dramatisch ab und M31-2014-DS1, so die Katalognummer des Sterns, war auf den Aufnahmen von Neowise nicht länger aufzuspüren.

M31-2014-DS1 hatte ursprünglich etwa die 13-fache Masse unserer Sonne, schätzen die Forscher. Im Laufe seiner Existenz hat der Stern viel Gas von seiner Oberfläche als "Sternwind" ins Weltall abgegeben, sodass er schließlich nur noch etwa fünf Sonnenmassen auf die Waage brachte. "Sterne mit dieser Masse sollten als Supernova explodieren, davon sind wir zumindest lange ausgegangen", so De. Deshalb sei das Verschwinden des Sterns ohne Explosion ungewöhnlich: Offenbar können Sterne auch ohne Supernova-Explosion zu einem Schwarzen Loch kollabieren.

Wie aber kann das sein? Solange Sterne durch Kernfusion Energie erzeugen, gleicht der Druck der Strahlung das Gewicht ihrer gewaltigen Masse aus. Ist der Energievorrat aufgebraucht, so gewinnt die Schwerkraft Oberhand, der Stern stürzt zusammen. Doch wenn die kollabierende Materie im Kern des Sterns zusammenprallt, erzeugt dies eine Art Rückstoß, eine sogenannte Stoßwelle, die nach außen läuft und so die Supernova-Explosion auslöst.