Darum rasen manche Schwarzen Löcher mit 3,6 Millionen km/h durchs All

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Schwarze Löcher entstehen können. Eine Möglichkeit ist, dass sie bei einer Sternenexplosion geboren werden. Dabei können sie durch die enorme Gewalt einer solchen Supernova ins All geschleudert werden. 

Wie das vor sich geht, haben Forscher*innen nun durch eine Simulation untersucht. Wenn Sterne sterben, die mindestens das 8-fache der Sonnenmasse haben, können in ihrem Inneren Neutronensterne entstehen oder Schwarze Löcher, die den erloschenen Kern des Sterns verschlingen. 

Schnelle und langsame Neutronensterne und Schwarze Löcher

Während einige Neutronensterne anschließend mit enormen Geschwindigkeiten von 5,4 Millionen km/h durchs All geschleudert werden, sind andere 30-mal langsamer unterwegs. Schwarze Löcher sind dabei eher unter den Objekten, die sich gemächlicher fortbewegen. Die Forscher*innen haben nun 20 Supernovae simuliert, um das Verhalten und den Geburtsprozess neuer Neutronensterne und Schwarzer Löcher zu untersuchen. 

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Ist d3er Mutterstern weniger massereich, passiert die Supernova sehr plötzlich und findet fast perfekt kugelförmig statt. Dann entsteht ein Neutronenstern. Ist der Stern aber massereich und kompakt, dauert es länger, bis die Supernova stattfindet. Diese ist dann asymmetrisch und es tritt ein Neutronenstern hervor, der sich sehr schnell bewegt. Die asymmetrische Explosion sorgt zudem dafür, dass die Neutronensterne ins Taumeln geraten und sich schneller drehen, je stärker sie ausgestoßen werden. 

Abgestoßene Schwarze Löcher

Gleichzeitig beobachteten die Forscher*innen 2 Möglichkeiten, wie Schwarze Löcher abgestoßen werden. Im ersten Fall explodiert der Mutterstern nicht gänzlich, sondern in seinem Inneren steigt der Druck kontinuierlich an, bis ein Schwarzes Loch entsteht. Solche Schwarzen Löcher sind mit ungefähr 10 Sonnenmassen riesig und nehmen kaum Geschwindigkeit auf, wenn sie ins All geschleudert werden. Das sei der häufigste Fall, so die Wissenschaftler*innen.

Doch auch ein 2. Entstehungsweg ist möglich. Explodiert der Stern vollständig, bleibt ein kleineres Schwarzes Loch mit etwa 3 Sonnenmassen zurück, das eine enorme Geschwindigkeit erreichen kann. Mit mehr als 3,6 Millionen km/h kann es durchs All fliegen, heißt es in der Studie. 

Bisher konnten Simulationen nur die Explosion einer Supernova selbst simulieren. Die neue Studie stellt nun eine Verbindung zwischen den Explosionen und den beobachteten Neutronensternen und Schwarzen Löchern her, die sich durchs All bewegen. Sie wurde auf arxiv vorveröffentlicht und wurde für das Fachmagazin The Astrophysical Journal eingereicht.