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Junger Stern nah an schwarzem Loch entdeckt – Er dürfte dort nicht existieren

Stand: 11.05.2023, 08:01 Uhr

Von: Tanja Banner

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Ein Babystern befindet sich nah am schwarzen Loch im Zentrum unserer Milchstraße. Die Forschung ist erstaunt: Eigentlich dürfte er dort nicht existieren.

Köln – Im Zentrum der Milchstraße befindet sich das supermassereiche schwarze Loch Sagittarius A*. Es ist umgeben von einer extremen Region, in der die enorme Schwerkraft und energiereiche Emissionen des schwarzen Lochs wirken. Sterne, die sich dort aufhalten, werden unter anderem sehr schnell. Die Forschung geht davon aus, dass in dieser Gegend keine jungen Sterne existieren, geschweige denn entstehen können. Doch nun hat ein internationales Forschungsteam um Florian Peißker vom Institut für Astrophysik der Universität Köln einen unerwarteten Fund bekannt gegeben.

Das Team hat in einer Entfernung von nur etwa einem Drittel Lichtjahr vom schwarzen Loch einen jungen Stern entdeckt. Dieser sei nur einige zehntausend Jahre alt und damit jünger als die Menschheit, heißt es in einer Mitteilung der Universität Köln. Das Besondere: Den Babystern mit dem Namen X3a dürfte es so nah an dem supermassereichen schwarzen Loch gar nicht geben. Lange Zeit galt die Annahme, dass sich nur alte Sterne in der Nähe des schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße ansiedeln können.

Babystern X3a existiert viel zu nah am schwarzen Loch

Der Babystern X3a ist zehnmal so groß und fünfzehnmal so schwer wie unsere Sonne und benötigte für seine Entstehung in der direkten Umgebung des schwarzen Lochs besondere Bedingungen. Die glaubt das Forschungsteam gefunden zu haben: „In einer Entfernung von nur einigen Lichtjahren vom schwarzen Loch gibt es eine Region, welche die Bedingungen für Sternentstehung erfüllt“, erklärt Peißker, Erstautor einer Studie zum Babystern X3a, die im Fachmagazin The Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.

Der Forscher fährt fort: „Dieser Ring aus Gas und Staub ist hinreichend kalt und gegen zerstörerische Strahlung abgeschirmt“. In dieser Region können tiefe Temperaturen und hohe Dichten dazu führen, dass sich Materialwolken von hunderten Sonnenmassen bilden, die sich über Wechselwirkungen miteinander schnell in Richtung des schwarzen Lochs bewegen.

In der Nähe des schwarzen Lochs muss eine dichte Gaswolke entstanden sein

Die Forschungsgruppe geht davon aus, dass in dieser vom schwarzen Loch abgeschirmten Region eine dichte Gaswolke entstanden ist, die unter ihrer eigenen Schwerkraft zu einem oder mehreren Protosternen kollabierte. Erst danach soll der Babystern auf seine aktuelle Umlaufbahn abgesunken sein.

„Diese sogenannte Fallzeit entspricht ungefähr dem Alter von X3a. Daher gehen wir davon aus, dass der Prozess die Geburt von X3a war“, erklärt Peißker. Das Szenario würde nach Angaben der Forschungsgruppe auch zum Entwicklungsstand des Babysterns passen, der sich gerade vom unreifen Protostern zu einem reifen Stern entwickelt.

Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße: „X3a ist ein Riese unter den Sternen“

Michael Zajaček (Masaryk-Universität in Brno) ist sich sicher: „X3a ist ein Riese unter den Sternen.“ Solche Riesen entwickelten sich sehr schnell zu einem reifen Stern. „Wir hatten Glück, den massereichen Stern inmitten der kometenförmigen zirkumstellaren Hülle zu entdecken“, findet Zajaček , ein Mitautor der Studie. Unter anderem die Hülle, die um den Stern rotiert, deutete den Forschenden zufolge auf sein junges Alter hin.

Weil auch in anderen Galaxien ähnliche Staub- und Gasringen zu finden sind, könnte der Mechanismus der Sternenentstehung auch dort funktionieren, vermuten die Forschenden. Deshalb sind weitere Beobachtungen mit dem „James Webb“-Weltraumteleskop der Raumfahrtorganisationen Nasa, Esa und CSA sowie dem „Extremely Large Telescope“ der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile geplant. Sie sollen weitere Hinweise darauf geben, ob die Theorie der Forschungsgruppe Bestand hat. (tab)