Gescheiterte Supernova erzeugt Schwarzes Loch in der Andromeda-Galaxie

Astronomen haben kürzlich die stille Geburt eines Schwarzen Lochs in der benachbarten Andromeda-Galaxie dokumentiert, nachdem sie beobachtet hatten, wie ein massereicher Stern, M31-2014-DS1, ohne den charakteristischen Glanz einer Supernova verschwand. Dieses seltene astronomische Ereignis, das oft als „gescheiterte Supernova“ bezeichnet wird, liefert entscheidende Beobachtungsbeweise für einen stellaren Tod, bei dem der Kern direkt in eine Singularität kollabiert. Durch die Analyse von fast zwei Jahrzehnten Archivdaten haben Forscher einen Zeitstrahl rekonstruiert, der darauf hindeutet, dass nicht alle massereichen Sterne ihr Leben in einer gewaltigen Explosion beenden, sondern einige einfach aus der Existenz verlöschen können.

Was ist eine gescheiterte Supernova?

Eine gescheiterte Supernova ist ein seltenes stellares Ereignis, bei dem ein massereicher Stern einen Kernkollaps erleidet, aber keine helle Explosion auslöst, sondern stattdessen direkt ein Schwarzes Loch bildet, während die äußeren Schichten des Sterns nach innen stürzen. Im Gegensatz zu typischen Typ-II-Supernovae reicht die interne Schockwelle nicht aus, um das stellare Material auszustoßen, was dazu führt, dass der Stern verblasst und lautlos aus dem sichtbaren Licht verschwindet.

Modelle der Sternentwicklung haben lange vorhergesagt, dass ein beträchtlicher Prozentsatz massereicher Sterne – vielleicht sogar 20 % bis 30 % – sein Leben auf diese Weise beenden könnte. Bei einer Standard-Supernova löst der Kollaps des Kerns eine Rückprall-Schockwelle aus, die die äußeren Schichten des Sterns in den Weltraum schleudert und einen Blitz erzeugt, der eine ganze Galaxie überstrahlen kann. Bei einer gescheiterten Supernova hingegen ist die Schwerkraft des sich bildenden Schwarzen Lochs so immens, dass sie den nach außen gerichteten Druck überwindet, den Großteil der Sternmasse verschlingt und nur eine schwache Infrarotsignatur hinterlässt.

Wie entdeckten Astronomen die stille Entstehung des Schwarzen Lochs in Andromeda?

Astronomen entdeckten die stille Entstehung des Schwarzen Lochs in Andromeda durch die Überwachung des massereichen Sterns M31-2014-DS1, der anfangs hell war, zwischen 2016 und 2019 jedoch dramatisch an Leuchtkraft verlor und bis 2023 vollständig verschwand. Unter Nutzung von fast 20 Jahren Archivdaten der NEOWISE-Mission der NASA sowie von bodengestützten Observatorien verfolgten die Forscher den einzigartigen Übergang des Sterns von einer leuchtenden Quelle zu einem unsichtbaren Punkt.

Das Forschungsteam, dessen Ergebnisse am 16. Februar 2026 in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden, stützte sich stark auf den Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE). Dieses Infrarot-Archiv ermöglichte es dem Team, durch den Staub der 2,5 Millionen Lichtjahre entfernten Andromeda-Galaxie zu blicken und ein spezifisches Aufhellungsereignis im Jahr 2014 aufzuzeichnen. Diese Infrarot-Spitze signalisierte, dass der Stern seine äußersten Schichten abstieß, kurz bevor seinem Kern der Kernbrennstoff ausging – eine entscheidende „Vorher-Nachher“-Aufzeichnung, die selten in Echtzeit erfasst wird.

• 2005–2014: Der Stern blieb in einem stabilen Zustand hoher Leuchtkraft als massereicher veränderlicher Stern.
• 2014: Ein plötzlicher Anstieg der Infrarothelligkeit deutete auf den Ausstoß einer dichten Gashülle hin.
• 2016–2023: Das optische Licht fiel um den Faktor 10 ab, wodurch der Stern für herkömmliche Teleskope unsichtbar wurde.
• Ende 2023: Nur ein verbleibendes, schwaches Infrarotleuchten des erhitzten Staubs um den Ort des Kollapses blieb zurück.

Welche Beweise belegen, dass aus M31-2014-DS1 ein Schwarzes Loch entstanden ist?

Beweise für die Entstehung eines Schwarzen Lochs aus M31-2014-DS1 sind unter anderem sein anhaltendes Verblassen auf einen winzigen Bruchteil der ursprünglichen Helligkeit ohne jeglichen leuchtenden Ausbruch, was auf einen Kernkollaps hindeutet, bei dem der Großteil der Masse implodierte. Ein verbleibendes schwaches Infrarotleuchten von staubverdecktem heißem Gas, das die neue Singularität umkreist, stützt die Schlussfolgerung, dass der Kern des Sterns zu einem kompakten Objekt geworden ist.

Das Fehlen eines traditionellen Supernova-„Lichtechos“ ist der stärkste Indikator für eine gescheiterte Explosion. Wenn ein Stern wie M31-2014-DS1 kollabiert, treibt die freigesetzte Gravitationsenergie normalerweise eine gewaltige Explosion an. In diesem Fall stürzte das Material jedoch unter der eigenen Schwerkraft des Sterns wieder nach innen. Laut der vom Astrophysics Data Analysis Program der NASA unterstützten Studie wird das resultierende Objekt auf ein Schwarzes Loch von etwa 6,5 Sonnenmassen geschätzt. Dies entspricht den theoretischen Modellen eines „stillen“ Todes, bei dem der Kern direkt kollabiert, weil die interne Energiezufuhr erschöpft ist und das Gewicht des Sterns nicht mehr stützen kann.

Die Infrarotastronomie erwies sich bei dieser Entdeckung als unverzichtbar, da sie den „Schleier“ aus heißem Gas und Staub nachweisen konnte, der zurückgeblieben war. Während der Stern im optischen Spektrum verschwand, zeigten die NEOWISE-Daten, dass die Trümmerwolke immer noch von innen heraus erwärmt wurde. Diese Hitze deutet darauf hin, dass die Oberfläche des Sterns zwar verschwunden ist, im Zentrum jedoch ein massereiches, dichtes Objekt verbleibt, das weiterhin durch intensive Schwerkraft mit dem umgebenden Material interagiert.

Implikationen für die galaktische Evolution und zukünftige Forschung

Die Entdeckung von M31-2014-DS1 legt nahe, dass diese „stillen“ Enden von Sternen in unserem lokalen Universum häufiger vorkommen könnten, als bisher angenommen. Wenn ein erheblicher Teil der massereichen Sterne das Supernova-Stadium überspringt, würde dies erklären, warum Astronomen weniger Supernova-Explosionen finden, als die theoretischen Geburtenraten massereicher Sterne vermuten lassen. Diese „fehlende“ Population von Supernovae könnte durch Sterne erklärt werden, die einfach zu einem Schwarzen Loch kollabieren, ohne das erwartete Feuerwerk zu zeigen.

Für die Zukunft unterstreicht der Erfolg dieser Studie den immensen Wert von langfristigen Himmelsdurchmusterungen und kuratierten Datenarchiven. Wenn neue Anlagen wie das Vera C. Rubin Observatory in Betrieb gehen, erwarten Astronomen, weitere Kandidaten für gescheiterte Supernovae zu identifizieren. Durch den Aufbau einer vollständigeren Bestandsaufnahme dieser Ereignisse können Wissenschaftler die Massenverteilung Schwarzer Löcher und die komplexen Lebenszyklen der massereichsten Objekte im Kosmos besser verstehen. Vorerst steht der verschwundene Stern in Andromeda als einer der klarsten Beobachtungsfälle eines Sterns, der nicht explodierte, sich aber erfolgreich in ein Schwarzes Loch verwandelte.