Bisher waren der Forschung Schwarze Löcher maximal in Doppelsystemen bekannt, also von einem einzelnen Stern umkreist. Jetzt haben Physiker:innen von MIT und Caltech beinahe zufällig erstmals ein Schwarzes Loch in einem Dreifachsystem entdeckt.

Zufällig, weil das 8.000 Lichtjahre von der Erde entfernte Sternsystem V404 Cygni und dessen Schwarzes Loch eigentlich sehr gut erforscht sind. Bisher war man allerdings davon ausgegangen, dass dort ein einzelner Stern das Schwarze Loch in einem geringen Abstand umkreist und von diesem langsam verschlungen wird.

Jetzt haben die Forscher:innen einen weiteren, viel weiter entfernten Stern ausgemacht, wie MIT Technology berichtet. Statt 6,5 Tage wie der erste benötigt der zweite Stern 70.000 Jahre, um das Schwarze Loch zu umkreisen.

Berechnungen der Forscher:innen um Kevin Burdge von der Fakultät für Physik des MIT zufolge soll der äußere Stern 3.500 Astronomische Einheiten von den anderen beiden Himmelskörpern entfernt sein. Eine Astronomische Einheit (AE) entspricht der Entfernung zwischen Erde und Sonne, also knapp 150 Millionen Kilometer.

Angesichts dieser großen Entfernung stellte sich den Forscher:innen freilich die Frage, ob der dritte Stern tatsächlich zu dem System gehört. Die positive Antwort ermöglichten Analysen von Aufnahmen des Esa-Weltraumteleskops Gaia, das seit 2014 alle Bewegungen aller Stern dieser Galaxie genau aufgezeichnet hat.

Das Ergebnis: Mit nahezu 100-prozentiger Sicherheit handelt es sich demnach um ein Dreifachsystem – und damit eine Premiere der Himmelsbeobachtung. „Wir sehen zwei Sterne, die einander folgen, weil sie durch eine schwache Gravitationskette miteinander verbunden sind“, so Burdge.

Diese Erkenntnis wirft derweil schon die nächste Frage auf, für die es keine sichere Antwort gibt. Denn wie konnte sich das Schwarze Loch bilden, ohne die schwache Verbindung zu dem äußeren Stern zu lösen – und diesen aus dem System zu werfen?

Eine Supernova käme entsprechend nicht in Frage, wie zahlreiche Simulationen zeigten. Die einfachste Lösung dieses Rätsels wäre, wenn das Schwarze Loch durch einen sogenannten weichen Kollaps entstanden wäre. Dabei würden massive Sterne ohne Explosion zu einem Schwarzen Loch zusammenfallen, wie heise.de schreibt.

Die nächste Frage für die Forscher:innen ist, ob es im Universum noch weitere derartige Dreifachsysteme gibt. Geklärt ist jedenfalls das Alter des ersten bisher entdeckten Systems aus zwei Sternen und einem Schwarzen Loch. Dieses soll vor ungefähr vier Milliarden Jahren entstanden sein.

Ihre Forschungsergebnisse haben die Physiker:innen von MIT und Caltech im Fachmagazin Nature veröffentlicht.