Künstlerische Darstellung der 2 Schwarzen Löcher, die sich in der Staubscheibe des Quasars befinden

© Caltech/R. Hurt (IPAC)

Science
06/25/2020

Schwarze Löcher kollidieren: Forscher sehen erstmals Lichtblitz

Schwarze Löcher produzieren kein Licht. Dennoch glauben Astronomen jetzt ein Leuchten gesehen zu haben.

Schwarze Löcher sind Schwarz. Die Gravitation ist so stark, dass nicht mal sichtbares Licht entkommen kann.

Dementsprechend ist es eine eher finstere Angelegenheit, wenn dieses kosmische Ereignis passiert: Die Kollision und Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher. Forscher wollen jetzt aber erstmals einen Lichtblitz bei so einem Ereignis entdeckt haben.

Schockwellen

Das Ganze passierte 7,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Zwei Schwarze Löcher rotierten mehrmals pro Sekunde umeinander, bevor sie zusammenstießen. Die Explosion schleuderte Schockwellen ins Weltall. Und dies könnte der Auslöser für den Lichtblitz gewesen sein.

Bei ihrem letzten Tanz befanden sich die Schwarzen Löcher in einer riesigen Scheibe aus Staub und Gas. Diese Scheibe ist mehrere Lichtjahre groß und umringt ein weiteres Schwarzes Loch. Dabei handelt es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie. Dieses galaktische Konstrukt aus Scheibe und aktiven, supermassereichem Schwarzen Loch wird Quasar genannt.

Das Rotieren der kleineren Schwarzen Löcher und die Kollision schleuderten die zuvor genannten Schockwellen in das Gas und den Staub. Dadurch erhitzte sich das Material, wurde heller und konnte so von der Erde aus gesehen werden. Für die Wissenschaftler war das ein Fall von die Schwarzen Löcher waren „zur richtigen Zeit, am richtigen Ort.“

Unkonventionelle Theorie

Zufällig war die Entdeckung allerdings nicht. Die Forscher dahinter wollten wissen, warum Quasare manchmal unerklärlich aufblitzen, also kurze Zeit viel heller strahlen. Sie stellten die Theorie auf, dass Schwarze Löcher in der Nähe eines Quasars dafür verantwortlich sein könnten. Allerdings ist der Quasar ja selbst ein supermassereiches Schwarzes Loch. Die Idee von kleineren Schwarzen Löchern im Zentrum einer Galaxie, neben einem supermassereichen Schwarzen Loch, sei sehr unkonventionell gewesen.

Dennoch verfolgten sie die Theorie. Sie nutzten dazu die Messungen der Observatorien Ligo und Virto. Diese haben sich darauf spezialisiert, Gravitationswellen aufzuspüren, die mit Lichtgeschwindigkeit durchs All reisen. Diese entstehen unter anderem, wenn Schwarze Löcher fusionieren.

An aerial photo shows Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) Hanford Washington

Messungen abgleichen

Sie verglichen die Messungen dann mit ihren eigenen Beobachtungen der Zwicky Transient Facility. Diese hat sich darauf spezialisiert, Anomalien im Nachthimmel zu entdecken, wie etwa Lichtblitze im Weltall. Tatsächlich hatten sie einen Treffer: Einer der Lichtblitze passte mit dem berechneten Zeitpunkt der Fusion der Schwarzen Löcher zusammen.

Noch gibt es allerdings keine endgültige Bestätigung für die Theorie, dass der Lichtblitz von der Fusion stammt. Dazu müssen andere Forscher noch bestätigen, dass es sich bei den aufgezeichneten Daten von Ligo tatsächlich um die Kollision von 2 Schwarzen Löchern handelt.

Aus der Scheibe geschubst

Es besteht allerdings die Chance, dass es später noch einen zusätzlichen Hinweis auf die Fusion gibt. Die gewaltige Kraft des Zusammenstoßes könnte das so neu entstandene Schwarze Loch aus der Staubscheibe gestoßen haben. Da sich das aber immer noch im Orbit um das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie befindet, könnte es in ein oder 2 Jahren wieder den Staubkreis passieren. Das würde das Material dort erneut aufheizen und einen weiteren Lichtblitz erzeugen. Können den die Forscher beobachten, würde das ihre Theorie festigen.

Für Astronomen würde die Bestätigung der Theorie eine ganze Reihe neuer Forschungsmöglichkeiten bedeuten. Man müsse dann umdenken, dass die Staubscheiben der Quasare nicht bloß Gase sind, die in ein supermassereiches Schwarzes Loch fallen, sondern, dass sich darin Sterne und Schwarze Löcher befinden. Außerdem seien diese Lichtblitze die einzige Möglichkeit, tatsächlich die Fusion von Schwarzen Löchern zu „sehen“.

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