Ein supermassives Schwarzes Loch, das um ein größeres herumkreist, hat sich mit einem Blitz offenbart.

Ein lange vermutetes schwarzes Loch ist möglicherweise endlich aus seinem Versteck gekommen.

Ein monströs massives schwarzes Loch in einer entfernten Galaxie hat wahrscheinlich einen kleineren Begleiter, der alle 12 Jahre um es herumkreist. Aber dieser winzige Partner wurde nie entdeckt. Jetzt behaupten Astronomen, zum ersten Mal einen Lichtblitz direkt vom kleineren schwarzen Loch gesehen zu haben.

"Wir haben so etwas noch nie gesehen", sagte der Astronom Mauri Valtonen am 7. Juni bei einem Treffen der American Astronomical Society in Albuquerque.

Astronomen beobachten dieses Objekt seit den 1880er Jahren, als es in einer Umfrage von Asteroiden als leuchtender Punkt auftauchte. Dieser Punkt, jetzt OJ287 genannt, ist ein Blazar. Unter den hellsten Objekten im Universum sind Blazare supermassive schwarze Löcher, die helle Strahlen von Strahlung ins Weltall abfeuern, und diese Strahlen zeigen fast direkt auf die Erde. Dieses hier liegt etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernt.

Gelegentlich strahlt OJ287 sogar heller als üblich. In den letzten 40 Jahren haben Astronomen festgestellt, dass das Objekt alle 11 bis 12 Jahre einen dramatischen Helligkeitssprung macht.

1996 schlugen Valtonen und sein Kollege Harry Lehto, beide von der Universität Turku in Finnland, vor, dass die Ausbrüche darauf zurückzuführen sein könnten, dass ein supermassives schwarzes Loch ein noch massereicheres schwarzes Loch umkreist. Beide schwarzen Löcher sind wahrscheinlich Riesen, berechneten die Astronomen: Das kleinere ist etwa 150 Millionen Mal so massiv wie die Sonne und das größere etwa 18 Milliarden Sonnenmassen. Zum Vergleich: Das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße hat etwa 4 Millionen Sonnenmassen (SN: 5/12/22).

Das größere schwarze Loch soll von einer Scheibe aus weißglühendem Gas und Staub umgeben sein, die bei vielen Wellenlängen des Lichts leuchtet. Wenn das kleinere schwarze Loch existiert, würde es jedes Mal, wenn es durch diese Scheibe stürzt, einen Lichtblitz auslösen - was die wiederkehrenden Ausbrüche erklären würde.

Bis jetzt wurde jedoch kein Licht aus dem zweiten schwarzen Loch selbst detektiert. Seine Anwesenheit wurde lediglich aus diesen regelmäßigen Ausbrüchen abgeleitet.

Valtonen und seine Kollegen sagten voraus, dass der jüngste Ausbruch im Januar oder Februar 2022 eintreffen sollte und arrangierten, OJ287 jeden Tag mit Teleskopen auf der Erde und im Weltraum zu überwachen. Das Team sah Ausbrüche wie diejenigen, die es zuvor gesehen hatte, aber es gab einen neuen Ausbruch, der anders war. Er war hell und schnell und nach einer Nacht verblasst.

Das Team schlug vor, dass dieser Ausbruch von einem Jet stammt, der vom kleineren schwarzen Loch erzeugt wird, das Material aus der Scheibe zieht, während es sich nähert, bevor es zur Kollision kommt.

"Es verschlingt eine ganze Menge Scheibenmaterial", sagte Valtonen. "Dieses Material fällt ins sekundäre schwarze Loch, und man bekommt einen riesigen Ausbruch."

Frühere Beobachtungen haben diesen Ausbruch aufgrund seiner Kürze verpasst. Das Team hätte ihn fast im Jahr 2022 verpasst, wegen schlechtem Wetter. "Wir haben OJ287 nie Nacht für Nacht beobachtet, dies war das erste Mal", sagte er. "Deshalb haben wir es gesehen."

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Einige Forscher haben andere Möglichkeiten vorgeschlagen, wie ein einziges schwarzes Loch das gleiche Muster von Licht abgeben könnte. Wenn die Interpretation des Teams richtig ist, markiert es jedoch das erste Mal, dass das zweite schwarze Loch direkt gesehen wurde, sagt Valtonen.

"Die Entdeckung des zweiten schwarzen Lochs sollte diese Diskussion beenden", sagt er. "Im Allgemeinen könnte dies der Beginn von Arbeiten an sekundären Jets in binären schwarzen Lochsystemen sein, was ein neues Forschungsfeld eröffnen könnte, jetzt da wir zumindest ein konkretes Beispiel zur Untersuchung haben." Wenn andere binäre schwarze Löcher ähnliche Blitze erzeugen, wenn das kleinere schwarze Loch die Scheibe des größeren überquert, wissen Astronomen jetzt, wie sie danach suchen müssen.

Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass ein zweites schwarzes Loch vorhanden ist, sagt der Astronom Seppo Laine von Caltech, obwohl andere Ideen noch möglich sind.

"Mauri hat dieses Modell eines Supermassiven Schwarzes-Loch-Binär-Systems im Grunde seit Jahrzehnten vorangetrieben", sagt Laine. "Es bestätigt es nicht vollständig, aber wenn diese Interpretation richtig ist, dann ist es ein bedeutender Fortschritt."

Leider könnte es schwierig sein, dies zu testen. Die kurzen Ausbrüche treten nur alle zehn Jahre auf, daher müssen Astronomen bereit sein. Um die beiden schwarzen Löcher direkt aufzulösen, sagt Valtonen, könnte ein Radio-Teleskop im Weltraum erforderlich sein.