3,4 Milliarden Lichtjahre entfernt: Wie ein Schwarzes Loch einen Stern zerriss – und was danach passierte

Ein kosmisches Rätsel gelöst

Im Jahr 2019 registrierten Astronomen einen ungewöhnlichen, hellen Lichtblitz aus den Tiefen des Alls. Was zunächst wie ein flüchtiges Ereignis wirkte, entpuppte sich nach jahrelanger Analyse als astrophysikalischer Meilenstein. Durch die Kombination historischer Daten des Very Large Array (VLA) in New Mexico mit modernen Computersimulationen konnte ein Forschungsteam den Ursprung des Phänomens AT2019ijn klären: Ein mittelschweres Schwarzes Loch hatte in einer 3,4 Milliarden Lichtjahre entfernten Zwerggalaxie einen Stern zerrissen.

Die Suche nach dem fehlenden Bindeglied

In der Astrophysik existiert eine Lücke zwischen stellaren Schwarzen Löchern, die aus kollabierenden Sternen hervorgehen, und den supermassereichen Exemplaren in den Zentren großer Galaxien. Mittelschwere Schwarze Löcher, deren Masse etwa das 100- bis 100.000-fache unserer Sonne beträgt, galten lange als das „fehlende Bindeglied“. Da sie nur selten mit ihrer Umgebung interagieren, sind sie extrem schwer aufzuspüren. Das Ereignis AT2019ijn bot nun die seltene Gelegenheit, ein solches Objekt durch seine zerstörerische Wirkung auf einen nahen Stern direkt nachzuweisen.

Der Mechanismus der Zerstörung

Wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt, führen die enormen Gravitationskräfte zu einer totalen Zerstörung des Himmelskörpers. Dabei bildet sich eine Akkretionsscheibe aus heißem Gas, und es entsteht ein sogenannter relativistischer Jet – ein energiereicher Materiestrahl, der nahezu mit Lichtgeschwindigkeit ins All geschleudert wird. Im Fall von AT2019ijn blieb dieses Phänomen jedoch zunächst verborgen, da der Jet nicht direkt auf die Erde gerichtet war.

Warum das Signal erst Jahre später eintraf

Das Ereignis im Jahr 2019 zeigte sich optisch als schneller, blauer Blitz, dessen Helligkeit untypisch langsam abnahm. Erst zwei Jahre später, im Jahr 2021, erreichte die dazugehörige Radiostrahlung die Erde. Die Verzögerung lässt sich physikalisch erklären: Die Strahlung wurde erst messbar, als das ausgeworfene Material des Jets weit genug abgebremst war und sich die Strahlung in Richtung unserer Sichtlinie ausbreitete.

Um diese Kausalität zu belegen, nutzten die Forscher Daten des Australian Square Kilometer Array Pathfinder sowie des Giant Metrewave Radio Telescope in Indien. Mathematische Modelle schlossen alternative Erklärungen, wie etwa die Explosion eines magnetischen Neutronensterns, aus.

Herausforderungen für die künftige Forschung

Die Entdeckung unterstreicht die Komplexität moderner Himmelsdurchmusterungen. Da die entscheidenden Radiosignale oft erst mit jahrelanger Verzögerung eintreffen, sind langfristige Überwachungsprogramme unerlässlich. Die Wissenschaft steht nun vor der Herausforderung, gigantische, bereits existierende Datenarchive nach ähnlichen, bisher unentdeckten Signalen zu durchforsten.

Ob die vorhandenen Rechenkapazitäten ausreichen, um diese historischen Datenmengen effizient auszuwerten, bleibt eine offene Frage. Die Methode, die bei AT2019ijn angewandt wurde, eröffnet jedoch einen neuen, systematischen Weg, um die schwer fassbaren mittelschweren Schwarzen Löcher in den Weiten des Universums künftig gezielter aufzuspüren.