Magnetfelder lösen jahrzehntelange Rätsel um Doppelsterne

Diese Erkenntnisse könnten erklären, warum sich binäre Sternsysteme im gesamten Milchstraßensystem so häufig bilden, und liefern möglicherweise erste Hinweise darauf, wie supermassive Schwarze Löcher wachsen.

Sterne entstehen, wenn riesige Gaswolken im Weltraum unter der Schwerkraft kollabieren und dabei dichte Bereiche bilden, die als molekulare Wolkenkerne bezeichnet werden. Da sich häufig mehrere Sterne innerhalb derselben Wolke bilden, enden manche als gravitativ verbundene Systeme, also binäre Sternsysteme, in denen zwei Sterne einander umkreisen.

Astronomen vermuteten bereits lange, dass viele binäre Systeme bereits sehr früh im Sternentstehungsprozess ihre Form annehmen, noch bevor die Sterne selbst vollständig entwickelt sind. Die Erklärung, wie diese jungen Protosterne sich jedoch nahe genug bewegen können, um ein stabiles Paar zu bilden, war bisher eine große Herausforderung.

Was die Studie zeigt

Die neuen Studien zeigen nun, dass Magnetfelder Protosterne aktiv aufeinander zu ziehen. Um dieses Problem zu untersuchen, führten Forscher fortgeschrittene Simulationen auf mehreren Supercomputern durch. Dazu gehörte das ATERUI-III-System des National Astronomical Observatory of Japan sowie dessen Vorgänger ATERUI II.

Die Simulationen zeigten, dass Wechselwirkungen zwischen Magnetfeldern im interstellaren Raum und dem Gas, das junge Protosterne umgibt, den Drehimpuls des Paares reduzieren können. Wenn der Drehimpuls abnimmt, können sich die Protosterne einander nähern, wodurch sich ein Doppelsternsystem innerhalb eines realistischen Zeitrahmens bilden kann.

Die Bedeutung der Magnetfelder wurde besonders deutlich, als die Forscher eine Vergleichssimulation ohne jegliche Magnetfelder durchführten. In diesem Szenario entfernten sich die beiden Protosterne voneinander statt sich zu nähern, was die entscheidende Rolle des Magnetismus im Entstehungsprozess unterstrich.

Was die Studie zeigt

Implikationen für binäre Schwarze Löcher Die Forscher stellten zudem Belege dafür fest, dass ein ähnlicher Mechanismus auch bei Paaren massereicher Schwarzer Löcher wirken könnte.

In den gasreichen Zentralregionen einer neu entstandenen Galaxie, die durch die Verschmelzung zweier kleinerer Galaxien entsteht, könnten Magnetfelder dazu beitragen, dass sich binäre Schwarze Löcher mit großer Masse an Drehimpuls verlieren und sich einander nähern.

Ein solcher Prozess könnte erklären, wie Schwarze Löcher im Laufe der Zeit so eng aufeinander zukommen, dass sie schließlich verschmelzen und dabei ein supermassereiches Schwarzes Loch entstehen.

Technik und Auswirkungen

Die direkte Simulation massereicher binärer Schwarzer Löcher über die enormen Zeiträume, die für ihre spiralförmige Annäherung erforderlich sind, bleibt rechnerisch schwierig. Daher betonen die Forscher, dass eine detaillierte Untersuchung des Einflusses binärer Schwarzer Löcher zukünftigen Studien vorbehalten bleiben muss.

Die Ergebnisse wurden, Kenta Hotokezaka und Kohei Inayoshi am 10. April 2026 in den „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" veröffentlicht (DOI: 10.1093/mnras/stag669).

SvyTech-Einordnung Die Studie liefert einen wichtigen Baustein für das Verständnis der Sternentstehung, indem sie den Mechanismus der Drehimpulsreduktion durch Magnetfelder quantitativ nachweist.

Technik und Auswirkungen

Für die Astrophysik bedeutet dies, dass Modelle zur Bildung binärer Systeme nun magnetische Effekte explizit berücksichtigen müssen, um realistische Entstehungsraten zu simulieren.

Was Leser daraus mitnehmen Magnetfelder sind nicht nur ein Begleitphänomen, sondern eine aktive Gestaltkraft im Universum: Sie helfen dabei, dass sich junge Sterne zu Paaren verbinden und könnten auch erklären, wie die gewaltigsten Objekte des Kosmos, die Schwarzen Löcher, ihre endgültige Form erreichen.