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Kannibale entdeckt: „Schwarze Witwe“ saugt Materie von Begleitstern ab

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Von: Tanja Banner

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Forschende entdecken in der Milchstraße ein besonders seltenes Objekt: Eine Schwarze Witwe, die sich verhält wie die namensgebende Spinne.

Cambridge – Das Weltall ist voller mysteriöser Objekte. Neben schwarzen Löchern zählen auch Pulsare dazu: Es handelt sich um schnell rotierende Neutronensterne, die große Mengen von Gamma- und Röntgenstrahlung abgeben und dabei schnell ihre Energie verbrauchen. Doch ein Stern in Reichweite des Pulsars kann den Neutronenstern wieder aufleben lassen: Die Schwerkraft des Pulsars zieht Materie des Sterns an – der Pulsar bekommt so neues Leben eingehaucht, während er seinem neuen Begleiter nach und nach die Materie entreißt. „Diese Systeme werden als Schwarze Witwen bezeichnet, weil der Pulsar das Ding, das ihn recycelt hat, sozusagen auffrisst, so wie die Spinne ihren Partner frisst“, sagt Kevin Burdge vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge.

Bisher sind etwa zwei Dutzend dieser Schwarzen Witwen in der Milchstraße bekannt – doch keine von ihnen ist vergleichbar mit der Schwarzen Witwe, die Forschende nun entdeckt haben. Die neueste Entdeckung trägt den komplizierten Namen ZTF J1406+1222 und hat die kürzeste Umlaufperiode einer Schwarzen Witwe, die bisher bekannt ist. Konkret bedeutet das: Der Pulsar und sein Begleitstern umkreisen sich einmal innerhalb von 62 Minuten. Außerdem scheint es einen dritten Stern zu geben, der zehntausend Jahre benötigt, um den Pulsar und seinen Begleiter zu umrunden.

Universum: Schwarze Witwe durch das Flackern des Begleitsterns entdeckt

In einer Studie, die im Fachjournal Nature veröffentlicht wurde, beschreiben Burdge und ein Team von Forschenden, wie das Trio entstanden sein könnte: Wie die meisten Schwarzen Witwen soll auch dieses neu entdeckte System in einem Kugelsternhaufen entstanden sein, in dem sich sehr viele alte Sterne befinden. Dieser Kugelsternhaufen könnte in das Zentrum der Milchstraße gedriftet sein, wo die Schwerkraft des zentralen Schwarzen Lochs Sagittarius A* den Sternhaufen auseinanderzog, während die dreifache Schwarze Witwe intakt blieb. „Es ist ein kompliziertes Geburtsszenario“, betont Burdge in einer Mitteilung seiner Universität. „Das System ist wahrscheinlich länger durch die Milchstraße gedriftet als die Sonne existiert.“

Eine Schwarze Witwe im Weltall besteht aus einem Pulsar, der einem Begleitstern Materie entreißt – bis dieser Stern „tot“ ist. (Symbolbild)
Eine Schwarze Witwe im Weltall besteht aus einem Pulsar, der einem Begleitstern Materie entreißt – bis dieser Stern „tot“ ist. (Symbolbild) © Imago/Science Photo Library

Eine weitere Besonderheit der dreifachen Schwarzen Witwe ist ihre Entdeckungsgeschichte: Die Forschenden um Burdge haben das Dreifachsystem nicht mithilfe der üblichen Methode – durch die Röntgen- und Gamma-Strahlung, die der Pulsar abgibt – entdeckt.

Stattdessen haben sie das Flackern des Begleitsterns beobachtet, das zustande kommt, weil die Seite, die dem Pulsar zugewandt ist, heißer ist als die abgewandte Seite. Die Tagseite des Begleitsterns, die dem Pulsar zugewandt ist, kann mehrere Male heißer sein als die Nachtseite, weil sie vom Pulsar dauerhaft mit hoher Strahlungsenergie bombardiert wird. „Ich dachte, anstatt direkt nach dem Pulsar zu suchen, sollte ich nach dem Stern suchen, den er kocht“, erklärt Burdge. Seiner Theorie zufolge könnte sich ein Stern, dessen Helligkeit regelmäßig stark schwankt, in einem Doppelsystem mit einem Pulsar befinden.

Weltall: Schwarze Witwen lassen Sterne flackern – Pulsar muss noch bestätigt werden

Um diese Theorie zu testen, suchten Burdge und sein Team in Daten des Teleskops Zwicky Transient Facility nach Sternen, deren Helligkeit um den Faktor zehn oder mehr innerhalb einer Stunde oder weniger schwankte – dabei entdeckten die Forschenden die bisher bekannten Schwarzen Witwen und konnten ihre Theorie bestätigen. Dann entdeckten sie einen Stern, dessen Helligkeit alle 62 Minuten um den Faktor 13 schwankte – die Schwarze Witwe namens ZTF J1406+1222. „Es gibt noch viel, was wir nicht verstehen. Aber wir haben eine neue Möglichkeit, nach diesen Systemen am Himmel zu suchen“, betont Burdge. 

Weil bisher die typische Gamma- und Röntgenstrahlung eines Pulsars noch nicht beobachtet wurde, gilt ZTF J1406+1222 bisher nur als Kandidat für eine Schwarze Witwe, doch künftige Beobachtungen sollen die Existenz des Pulsars bestätigen. „Das Einzige, was wir mit Sicherheit wissen, ist, dass wir einen Stern sehen, dessen Tagseite viel heißer ist als die Nachtseite, und der alle 62 Minuten um etwas kreist“, erklärt Burdge und fährt fort: „Alles scheint darauf hinzudeuten, dass es sich um einen Doppelstern der Schwarzen Witwe handelt. Aber es gibt ein paar merkwürdige Dinge daran, also ist es möglich, dass es etwas völlig Neues ist“. Das System sei auf jeden Fall „wirklich einzigartig, was Schwarze Witwen angeht“. (tab)

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