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Schwerwiegender Zusammenprall Schwarzes Loch frisst Neutronenstern – zehn Tage später passiert es wieder

Ein schwarzes Loch verschluckt einen Neutronenstern
Bisher war der Zusammenprall eines Schwarzen Lochs und eines Neutronensterns nur Theorie
© DB Dana Berry / NASA / Picture Alliance
Wissenschaftler haben zum ersten Mal beobachtet, wie ein Schwarzes Loch einen Neutronenstern verschluckt hat – und das gleich zwei Mal binnen kurzer Zeit. Die Entdeckung könnte ein Umdenken für die Vorstellung von der Geburt von Sternen und Galaxien bedeuten.

Schwarzes Loch frisst Schwarzes Loch, Neutronenstern prallt auf Neutronenstern – das haben Astronomen alles schon gesehen. Dass die beiden unterschiedlichen Schwergewichte kollidieren könnten, war jedoch nur eine Theorie – bis jetzt. Medienberichten zufolge haben Wissenschaftler das bislang nur auf dem Papier mögliche Aufeinandertreffen eines Schwarzes Lochs und eines Neutronensterns beobachten können. In einem Artikel, der in der Fachzeitschrift "Astrophysical Journal Letters" veröffentlicht wurde, erklärten die Autoren, dass gleich zwei solcher kosmischen Katastrophen innerhalb von zehn Tagen nachgewiesen werden konnten. Es sei eine Entdeckung, nach der vieles neu gedacht werden müsse.

Die bisherige Theorie "neu schreiben"

"Wir müssen zurück zum Zeichenbrett gehen und unsere Theorien neu schreiben", erklärte Vivien Raymond, Professor an der Universität Cardiff in Wales, gegenüber der "BBC". Grund für dessen Euphorie war, dass nach der ersten nachgewiesenen Kollision eines Schwarzen Lochs mit einem Neutronenstern am 5. Januar 2020, ein zweiter Zusammenstoß nur zehn Tage später beobachtet wurde. Wie das "Astrophysical Journal Letters" schreibt, hätten die Astronomen anhand von Gravitationswellen, die bei einem solchen Aufeinandertreffen entstünden, die Existenz der bis dahin theoretischen Phänomene bestimmen können.

Bislang sei die Wissenschaft davon ausgegangen, dass sich gleich zu gleich gesellt: Die Forscher glaubten, dass Schwarze Löcher und Neutronensterne dazu neigen, mit ihresgleichen zusammenzustoßen. Diese Annahme könnte die neue Entdeckung widerlegen. Das wiederum könnte bedeuten, dass Sterne und Galaxien auf eine andere Art entstehen als bisher angenommen. Sterne würden demnach weniger Eisen, Kohlenstoff oder Sauerstoff produzieren. Aus diesen "schweren Elementen" bestehen kosmische Strukturen und Himmelskörper wie unsere Erde. "Wir haben wieder eine kleine Lektion gelernt", sagte Raymond.

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Neutronensterne und Schwarze Löcher: kosmische Superlative

Um tote Sterne handelt es sich in beiden Fällen. Allerdings unterscheiden sich diese stellaren Überreste in einem entscheidenden Punkt: in ihrer Masse. Neutronensterne sind – ebenso wie Schwarze Löcher – die Überreste massenreicher Sterne. Im Moment des Sternentods kollabiert der Himmelskörper – übrig bleibt eine nach kosmischen Maßstäben winzige, aber extrem dichte Kugel. Die 1,3- bis 2,5-fache Masse unserer Sonne ist dabei auf einen Körper vom Durchmesser einer Stadt zusammengeschrumpft. Ein Teelöffel davon wöge in etwa so viel wie der Mount Everest.

Doch im Vergleich zu manchen Schwarzen Löchern, die das Milliardenfache unserer Sonne wiegen können, sind Neutronensterne Fliegengewichte. Die wohl bekannteste Art, wie Schwarze Löcher entstehen, ist der stellare Tod. Stirbt ein besonders großer Stern (mindestens 20 Mal schwerer als unsere Sonne), wird ein Teil der Materie bei einer gewaltigen Explosion, einer Supernova, ins All geschleudert. Nur der Kern bleibt zurück. Weil der Kern alleine jedoch keine Kernfusion mehr betreiben und dadurch die gewaltigen Anziehungskräfte nicht mehr ausgleichen kann, fällt er in sich zusammen. Diese enorme Masse kollabiert letztendlich in einen unendlich kleinen Punkt – aus dem es namensgebend kein Entkommen gibt.

Ein 900 Millionen Jahre altes Signal

Die neu entdeckte kosmische Katastrophe ereignete sich jedoch – selbst nach astronomischen Maßstäben – nicht gerade in unserer galaktischen Nachbarschaft. Das Schauspiel habe 900 Millionen Lichtjahre entfernt stattgefunden, heißt es weiter. Zur Einordnung: Ein Lichtjahr entspricht circa 9.46 Billionen Kilometern. Die zweite Kollision, zehn Tage später, habe sich sogar in einem noch weiter entfernten Winkel des Universums zugetragen.

Möglich sei ein derart tiefer Blick dank messbarer Veränderungen der Gravitationskräfte gewesen, die entstehen, wenn zwei massereiche Himmelskörper aufeinandertreffen – wie bei einem Stein, den man in einen Teich wirft. Detektoren in den US-Bundesstaaten Washington und Louisiana, sowie in Italien hätten diese Gravitationswellen schließlich aufgefangen. Die Detektoren müssen hochempfindlich sein – denn nach ihrer langen Reise seien die Wellen kleiner als ein Atom.

Quellen: "BBC"; "New York Times"; "The Guardian"; Nasa


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