Astronomen legen eine Erklärung für ein rätselhaftes Muster vor, das entsteht, wenn ein Stern wiederholt nahe Begegnungen mit einem supermassereichen Schwarzen Loch überlebt. Neue hydrodynamische Simulationen zeigen, dass ein bereits vor der ersten Passage schnell rotierender Stern zunehmend weniger Material verlieren und bei jeder Rückkehr einen schwächeren Lichtblitz erzeugen kann. Die Fachzeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlichte die Studie.
Fachleute nennen diese Phänomene wiederkehrende partielle Gezeitenzerreißungsereignisse. Die ungleichmäßige Anziehungskraft des Schwarzen Lochs reißt einen Teil des Sterns ab, doch sein Kern überlebt auf einer Umlaufbahn und kehrt Monate oder Jahre später zurück. Das zurückfallende Material setzt Energie als Licht frei. Nach Angaben der Syracuse University kennen Forscher ungefähr zehn wiederkehrende Systeme; vier davon zeigen stetig schwächere Ausbrüche.
Frühere Simulationen lieferten ein Problem. Sie zeigten, dass ein Stern bei aufeinanderfolgenden Passagen weniger Masse verliert, sich durch das Drehmoment des Schwarzen Lochs aber zugleich schneller dreht. Die kleinere Trümmermenge kehrt dadurch in kürzerer Zeit zurück, sodass die maximale Rückfallrate und die vorhergesagte Helligkeit nahezu konstant bleiben. Dieses Ergebnis passte nicht zum beobachteten Rückgang des Lichts in mehreren realen Systemen.
Das Team um die Syracuse-Doktorandin Ananya Bandopadhyay ergänzte seine Modelle deshalb um eine schnelle anfängliche Sternrotation. Dann führen spätere Passagen zu deutlich weniger zusätzlicher Beschleunigung, während die Rückkehrzeit der Trümmer vergleichsweise stabil bleibt. Weil jede Begegnung weniger Masse entfernt, sinkt die maximale Rückfallrate und der simulierte Ausbruch verblasst. Beobachtungen belegen die angenommene Anfangsrotation allerdings noch nicht direkt.
Den Forschern zufolge kann der Hills-Mechanismus sowohl die Rotation als auch die ungewöhnlich enge Umlaufbahn erklären. Dabei nähert sich ein enges Sternpaar einem supermassereichen Schwarzen Loch; dessen Schwerkraft schleudert einen Partner fort und fängt den anderen ein. Sterne in einem kompakten Doppelsternsystem können durch Gezeitenbindung schon vor der Trennung schnell rotieren und damit auf natürliche Weise die in den Simulationen benötigte Voraussetzung erfüllen.
Das Modell kann außerdem die Forschung zu Sternen nahe Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße, unterstützen, da ein ähnlicher Fangprozess einige von ihnen dorthin gebracht haben mag. Künftige großflächige Himmelsdurchmusterungen können weitere wiederkehrende Ereignisse entdecken und ihre Lichtentwicklung messen. Eine größere Stichprobe soll prüfen, ob schnelle Anfangsrotation das Verblassen zuverlässig erklärt.
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