Rätselhafter Stern tarnt sich als 10 Mrd. Jahre alter Methusalem

Ein Forschungsteam der Universität Hawaii hat einen un­ge­wöhn­li­chen Begleitstern des 2023 identifizierten Schwarzen-Loch-Systems Gaia BH2 genauer unter die Lupe genommen - und ist dabei auf ein astronomisches Paradox gestoßen.

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Der rote Riesenstern, der das Schwarze Loch umkreist, trägt eine chemische Signatur, die normalerweise nur bei sehr alten Sternen aus den Anfangszeiten des Universums vorkommt. Der hohe Anteil sogenannter Alpha-Elemente deutet auf ein Alter von rund zehn Milliarden Jahren hin, wie im zugehörigen Paper erklärt wird.

Doch Messungen des NASA-Satelliten TESS zeichnen ein völlig anderes Bild. Mithilfe der Asteroseismologie, einer Methode, die winzige Helligkeitsschwankungen zur Analyse des Sterninneren nutzt, bestimmten die Forschenden das tatsächliche Alter des Sterns: etwa fünf Milliarden Jahre. "Junge Sterne mit einer so alten chemischen Prägung sind ausgesprochen selten und schwer zu erklären", kommentierte Studienleiter Daniel Hey die Messungen. Die Diskrepanz könne nicht entstehen, wenn der Stern sich unbeeinflusst entwickelt hätte.


Hinweise zur Lösung des Problems liefert womöglich die Rotation des Sterns. Beobachtungen von bodengebundenen Teleskopen zeigen, dass er sich einmal in 398 Tagen um die eigene Achse dreht. Das ist deutlich schneller als es für einen isolierten Roten Riesen dieses Alters üblich wäre. Da Sterne im Laufe ihres Lebens an Drehgeschwindigkeit verlieren, muss ein externer Prozess den Stern "aufgedreht" haben.

Ohne Gaia geht nichts

Die wahrscheinlichste Erklärung: Entweder ist der Stern in der Vergangenheit mit einem anderen Stern verschmolzen oder er hat große Mengen Materie aufgenommen, möglicherweise beim Kollaps seines früheren Begleitsterns, aus dem das heutige Schwarze Loch entstand. Beide Szenarien würden sowohl die ungewöhnliche chemische Zusammensetzung als auch die erhöhte Rotationsgeschwindigkeit plausibel machen.

Gaia BH2 gehört zu einer neuen Klasse sogenannter "ruhender" Schwarzer Löcher. Von diesen wird aktuell keine Materie im größeren Umfang angezogen, weshalb sie auch keine nennenswerte Röntgenstrahlung aussenden, was sie lange nahezu unsichtbar machte. Erst die präzisen Bewegungsmessungen der ESA-Mission Gaia ermöglichten ihre Entdeckung: Der Begleitstern verrät das verborgene Schwarze Loch durch ein leichtes Taumeln in seiner Umlaufbahn.


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