Wenn Sterne dem Schwarzen Loch entkommen — und wiederkommen

Stell dir vor: Irgendwo im Weltall sitzt ein Schwarzes Loch. Millionen oder Milliarden Mal schwerer als unsere Sonne. Unsichtbar von Natur aus. Ruhig. Wartend.

Dann kommt ein Stern vorbei. Nicht nah genug, um sofort zerfetzt zu werden. Aber nah genug, damit die Gravitation ihre Arbeit tut.

Die Anziehungskraft ist am nahen Ende des Sterns stärker als am fernen. Dieser Unterschied — die Gezeitenkräfte — zieht und zerrt. Der Stern verformt sich. Wie Kaugummi, das man auseinanderzieht.

Manchmal überlebt er das. Nicht unbeschadet. Aber er verliert nur einen Teil seiner äußeren Hülle, wird herumgeschleudert und kommt später wieder. Wissenschaftler nennen das „wiederholte partielle Gezeitenereignisse". Ich nenne es kosmische Beinahe-Unfälle.

Das Rätsel, das zwei Jahre lang niemand lösen konnte

Jetzt wird es seltsam.

Wenn Astronomen diese wiederkehrenden Sternbesuche beobachten, erwarten sie jedes Mal ein ähnliches Spektakel. Gleicher Stern, gleiches Schwarzes Loch, gleicher Vorbeiflug. Also müsste auch das Licht ähnlich sein.

Ist es aber nicht.

Von den etwa zehn bekannten Systemen dieser Art werden vier mit der Zeit immer dunkler. Jeder neue Vorbeiflug produziert weniger Licht als der vorherige. Das passt nicht ins Bild.

Klar, man könnte denken: Der Stern verliert bei jedem Mal Materie. Also fällt weniger ins Schwarze Loch. Also wird das Leuchten schwächer. Logisch.

Aber wenn Forscher das am Computer simuliert haben, kam etwas anderes heraus: Selbst mit weniger einfallender Materie sollte das Leuchten ungefähr gleich bleiben. Die Modelle und die Wirklichkeit wollten einfach nicht übereinstimmen.

„Das hat uns zwei Jahre lang beschäftigt", sagt Ananya Bandopadhyay, Doktorandin an der Syracuse University und Leiterin der neuen Studie. Zwei Jahre voller Modelle, die nicht zur Realität passten.

Der Durchbruch: Der Stern, der sich nicht bremsen ließ

Irgendwann hatten Bandopadhyay und ihr Team den entscheidenden Gedanken. Das Schwarze Loch reißt nicht nur Materie vom Stern. Es versetzt ihm auch einen Drall. Wie ein Kind auf einem Karussell.

Nach jedem Vorbeiflug dreht sich der Stern schneller als vorher. Und diese schnellere Rotation verändert, wie das abgerissene Material später zurückfällt.

Stell es dir so vor: Wirfst du einen Ball senkrecht nach oben, fällt er in einer bestimmten Zeit zurück. Aber wenn der Ball beim Hochsteigen schnell rotiert, verändert sich etwas an seinem Verhalten.

Bei schneller Rotation konzentriert sich selbst weniger abgerissenes Material stärker und fällt schneller zurück. Das erzeugt ein helles Leuchten — ungefähr gleichbleibend bei jedem Vorbeiflug.

Also: Wenn die Flares schwächer werden, die wir tatsächlich beobachten — dann muss der Stern schon vor seinem ersten Kontakt schnell rotiert haben. Ein Vorsprung gewissermaßen.

Was uns das über das Universum verrät

Warum finde ich das wirklich aufregend?

Wir lernen nicht nur etwas über Schwarze Löcher. Wir lernen etwas über Sterne. Über ihre verborgenen Eigenschaften, ihre Geschichte, über Dinge, die wir nicht direkt messen können — aber jetzt aus ihren Wechselwirkungen mit diesen kosmischen Riesen ableiten können.

Die Forschung, veröffentlicht im Astrophysical Journal, zeigt: Einige dieser Beinahe-Überlebenden drehten sich vielleicht schon wie kosmische Kreisel, bevor sie überhaupt in die Nähe des Schwarzen Lochs gerieten. Und diese Drehgeschichte entscheidet darüber, ob spätere Vorbeiflüge spektakulär hell oder leise und schwach ausfallen.

Es ist eine Erinnerung daran: In der Astronomie kommen die wichtigsten Hinweise manchmal nicht daher, was man zu finden erwartet — sondern davon, was fehlt. Das fehlende Licht hat uns etwas Entscheidendes über das Geschehen im Hintergrund verraten.

Blickt man jetzt nicht anders auf die Zentren von Galaxien? All diese unsichtbaren Schwarzen Löcher, die still Sterne aufdrehen und ihre Schicksale formen — auf Arten, die wir erst langsam begreifen.