// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Erstmals „wanderndes“ Schwarzes Loch am Rand einer Galaxie entdeckt
Ruhende supermassereiche Schwarze Löcher lassen sich meist nur nachweisen, wenn sie Materie aufnehmen. Nun wurde erstmals am Rand einer Galaxie ein Tidal Disruption Event (TDE) entdeckt, bei dem ein Schwarzes Loch durch seine Gezeitenkräfte einen Stern zerrissen hat. Das Schwarze Loch ist demnach rund 30.000 Lichtjahre vom Zentrum seiner Galaxie entfernt.
College Park (U.S.A.). Im Zentrum der meisten Galaxien befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Ein Großteil dieser Schwarzen Löcher ruht jedoch, verschlingt also kaum Material und sendet kein Licht aus und kann deshalb nicht direkt beobachtet werden. Astronomen können solche Schwarzen Löcher fast nur erkennen, wenn sie einer Gaswolke, einem Stern oder einem anderen großen Objekt im Kosmos zu nahekommen und es mit ihrer enormen Gravitation zerreißen. Ein solches Tidal Disruption Event (TDE) tritt im Mittel pro Galaxie aber nur alle 100.000 Jahre auf. Es sind deshalb bisher nur rund hundert TDEs bekannt.
Laut theoretischen Modellen soll es auch in den Außenbereichen von Galaxien „wandernde“ inaktive Schwarze Löcher geben. Wissenschaftler der University of Maryland, College Park (UMD) um Robert David Stein haben nun ein solches normalerweise ruhendes supermassereiches Schwarzes Loch am Rand einer Galaxie entdeckt, als dieses einen Stern verschlang und dabei einen kurzen Lichtblitz freisetzte. Es handelt sich dabei um die erste Entdeckung eines ruhenden Schwarzen Lochs in einer so großen Entfernung vom Zentrum einer Galaxie.
„Dies ist ein neuartiges Ergebnis. Neu ist, dass wir bisher von der Annahme ausgegangen sind, dass sich supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren massereicher Galaxien befinden. Diese Entdeckung wird enorme Auswirkungen haben. Sie bedeutet, dass wir noch viele weitere Beispiele wandernder Schwarzer Löcher finden werden, und wir können verstehen, wie Galaxien und ihre Schwarzen Löcher im Laufe der Zeit verschmelzen und wachsen“, erklärt Suvi Gezari.
Wie die Astronomen erklären, haben sie das ruhende Schwarze Loch in Daten der Zwicky Transient Facility (ZTF), einem Beobachtungssystem zur Weitfeldhimmelsdurchmusterung, das alle zwei Tage den gesamten nördlichen Himmel scannt, entdeckt. Weil das ZTF jede Nacht Hunderttausende Himmelsereignisse aufzeichnet, ist es nicht möglich, jede einzelne Beobachtung gezielt auf Schwarze Löcher zu überprüfen.
Die Forscher haben deshalb eine Künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, die typische Lichtmuster erkennt, die entstehen, wenn ein Schwarzes Loch einen Stern zerreißt. In Zentren von Galaxien wurden diese sogenannten Gezeitenstörungsereignisse bereits vielfach beobachtet. Die KI hat deshalb nach ähnlichen Lichtausbrüchen überall am Himmel gesucht und dabei rund 500.000 transienten Ereignisse pro Nacht analysiert. Sie konnten so nach nur drei Monaten ein TDE außerhalb des Galaxienzentrums identifizieren.
„Ich erinnere mich sehr genau an den Moment, als wir es entdeckten. Es war ein Samstag, und alle waren sehr aufgeregt, Nachrichten zu schreiben. Wir ließen alles stehen und liegen und begannen, alle möglichen anderen Instrumente auszulösen, um mehr Daten zu bekommen. Wir waren uns nicht wirklich sicher, dass wir so schnell erfolgreich sein würden, deshalb ist es erstaunlich, dass wir so schnell eines gefunden haben“, erläutert Robert David Stein.
Das neuentdeckte Schwarze Loch besitzt etwa dieselbe Masse wie das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. Es ist aber rund 30.000 Lichtjahre vom Zentrum seiner Galaxie entfernt und er lässt sich keine beobachtbare Galaxie um das Objekt erkennen.
„Ein so großes Schwarzes Loch außerhalb einer Galaxie zu haben, überrascht mich. Es sollte ein milchstraßenähnliches Objekt darum herumgeben – und das ist definitiv nicht der Fall“, so Robert David Stein.
Die Astronomen haben anschließend mehrere Optionen für die Ursache der ungewöhnlichen Position des Schwarzen Lochs untersucht. Laut ihnen ist es nicht möglich, dass das Schwarze Loch ehemals aus einer masserei