Illustration eines Schwarzen Lochs

© NASA

Science

Erstes wanderndes Schwarzes Loch entdeckt

Schwarze Löcher sind schwer zu finden. Das liegt an ihrer Natur, da nicht mal Licht der enormen Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs entkommen kann.

Wenn Schwarze Löcher gefunden werden, dann meist durch ihre leuchtenden Akkretionsscheiben. Dabei handelt es sich um Materie, die sich, aufgrund der Anziehungskraft des Schwarzen Lochs, um dieses herum sammelt. Diese Scheibe ist sehr heiß und strahlt im Infraroten und Röntgenbereich aus.

Was aber, wenn ein Schwarzes Loch keine Materie hat, um diese anzuziehen? Dann gibt es auch keine Akkretionsscheibe und keine Möglichkeit, es zu sehen. Deshalb war es bisher auch nicht möglich, wandernde Schwarze Löcher nachzuweisen, also solche, die keinem Sternensystem zuzuordnen sind, sondern durch die Leere des Weltraums treiben.

Lichtkrümmung vor Stern

Ein Forschungsteam der Universität Berkeley glaubt jetzt aber, genauso so ein Schwarzes Loch in unserer Milchstraße entdeckt zu haben. Ihre Studie haben sie im Februar eingereicht, jetzt wurde sie vom Astrophysical Journal akzeptiert und veröffentlicht.

Das Team machte sich für die Entdeckung einen Effekt namens Microlensing zunutze. Dabei wird das Licht eines Sterns verzerrt und heller, wenn ein Objekt mit hoher Masse davor wandert. Mit dieser Methode stellten sie fest, dass das Schwarze Loch 1,6 bis 4,4 Sonnenmassen groß ist.

Die Größe ist aber noch ein Unsicherheitsfaktor. Bisher ging man davon aus, dass ein toter Stern mindestens 2,2 Sonnenmassen haben muss, um zum Schwarzen Loch zu werden. Laut den Forschenden könnte es sich bei dem Objekt mit dem Namen OGLE-2011-BLG-0462 deshalb auch um einen Neutronenstern (sehr kompakter Stern am Ende der Entwicklung mit hoher Dichte) handeln. Egal, ob es ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch ist: Es ist der erste „stellare Geist“, der beim Wandern, ohne Begleitstern, durch das All entdeckt wurde.

Dieses Foto von Hubble zeigt, wie ein Stern im August 2011 durch Microlensing drastisch heller wurde.

Zu langsam für ein reguläres Schwarzes Loch

Das Objekt soll sich 2.280 bis 6.260 Lichtjahre von der Erde entfernt befinden, in Richtung Zentrum der Milchstraße. Das Objekt bewegt sich mit weniger als 30 Kilometer pro Sekunde. Dies ist relativ gering, wenn man bisherige Modelle von Schwarzen Löchern heranzieht. Man geht davon aus, dass ein Schwarzes Loch durch eine Supernova, also die Explosion eines toten Sterns, entsteht. Diese gewaltige Explosion hätte das Schwarze Loch stärker wegschleudern müssen – es müsste schneller sein. Das Team stellt deshalb die Theorie auf, dass Schwarze Löcher auch durch fehlgeschlagene Supernovae entstehen können.

Die Erkenntnisse sollen zukünftig dabei helfen, stellare Geister einfacher zu finden, die durchs All wandern. Das Team geht davon aus, dass nur ein Prozent aller messbaren Microlensing-Ereignisse von Schwarzen Löchern stammen. Dauern diese Ereignisse mehr als 120 Tage an, sind es zu 40 Prozent Schwarze Löcher. Im Fall von OGLE-2011-BLG-0462 war die Lichtverzerrung fast 300 Tage messbar, was auf ein kompaktes Objekt mit hoher Masse hindeutet.

Zweites Team kommt auf andere Ergebnisse

Neben dem Forschungsteam von Berkeley untersucht ein Team des Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore dasselbe Microlensing-Ereignis. Dieses Team ist überzeugt, dass das Objekt ein Schwarzes Loch ist und kein Neutronenstern.

Laut dem STScI ist es 7,1 Sonnenmassen groß und 5.153 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es bewegt sich mit 45 km/s durchs All -was aufgrund aktueller Modelle ungewöhnlich schnell wäre. Hier geht das STScI davon aus, dass die Supernova, durch die das Schwarze Loch entstanden ist, selbigen einen extra Kick mit auf den Weg gegeben hat.

Die unterschiedlichen Resultate der Teams dürften auf die verschiedenen Methoden der astrometrischen Analyse zurückzuführen sein, vermutet das Berkeley-Team. Man wolle auf weitere Daten von Hubble warten, um zu bestätigen, dass es ein Schwarzes Loch und kein Neutronenstern ist. Diese Daten sollen Ende des Jahres zur Verfügung stehen.

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