© A.D. Goulding et al./Astrophysical Journal Letters 2019

Science
07/11/2019

Zwei supermassive Schwarze Löcher auf Kollisionskurs entdeckt

Astronomen ist eine spektakuläre Sichtung mithilfe des Hubble Weltraumteleskops gelungen.

von Martin Stepanek

Was passiert, wenn zwei supermassive Schwarze Löcher aufeinanderprallen? Werden sie zu einem oder bleiben sie eine Haarbreite von einander entfernt (astronomisch gesehen) einfach nebeneinander stehen? Diesen ungeklärten Fragen sind Astronomen schon seit vielen Jahren auf der Spur. Etwa 2,5 Milliarden Lichtjahre von Erde entfernt, dürfte dieser Vorgang genau jetzt stattfinden. Das suggeriert die Entdeckung zweier supermassiver Schwarzer Löcher, die sich auf Kollisionskurs befinden.

Weltraumteleskop als Hilfe

Die Aufnahme gelang Forschern mithilfe des Hubble-Weltraumteleskops. Sie zeigt die riesigen Schwarzen Löcher, die jedes für sich eine mehr als 800 Millionen mal größere Masse als unsere Sonne aufweisen, wie sie in etwa 430 Parsec Entfernung (1402 Lichtjahre) um sich kreisen. Eine gängige Theorie besagt, dass sich zwei supermassive Schwarze Löcher zwar immer näher kommen, aber schließlich in 1 Parsec Entfernung (3,2 Lichtjahre) quasi im gleichen Abstand stehenbleiben.

Kommen sie sich sehr nahe bzw. verschmelzen sie tatsächlich durch die Kollision, bringt dies eine enorme Gravitationswelle mit sich, die im Universum weit hörbar sein müsste. Die beiden Schwarzen Löcher sind insofern interessant, weil dieser Vorgang gerade jetzt stattfinden müsste. Da sie sich 2,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde befinden, sehen wir derzeit den Zustand der dortigen Galaxie vor 2,5 Milliarden Jahren. Das ist aber auch der Zeitraum, nach der die Kollision passieren sollte.

"Peinlich für Astronomie"

"Es ist super peinlich für die Astronomie, dass wir immer noch nicht wissen, ob supermassive Schwarze Löcher verschmelzen", erklärt Jenny Greene, Professorin für Astrophysik an der Princeton University. "Das ist ein seit langem existierendes Puzzle, das wir lösen müssen." Ein Problem für die Forscher ist, dass sie die Beobachtung per Teleskop wenig weiterbringt. Denn sind die riesigen Schwarzen Löcher noch näher als die jetzt entdeckten beinander, werden sie aus der Ferne als eines wahrgenommen.

Das zweite Problem ist der Nachweis der angesprochenen Gravitationswellen. Die Forscher der Princeton University gehen davon aus, dass im besten Fall über 100 Gravitationswellen von supermassiven Schwarzen Löchern von der Erde aus zu hören sein müssten. Doch die Frequenz dieser Wellen ist mit derzeitigen Messinstrumenten leider noch nicht wahrnehmbar. Stimmen die Berechnungen, könnte der Nachweis durch technologische Fortschritte aber bereits in fünf Jahren gelingen.

Theorie mit Fragezeichen

Je mehr Gravitationswellen zu hören sind, desto wahrscheinlicher ist den Forschern zufolge, dass Kollisionen in der Entfernung von 1 Parsec doch nicht endlos aufgehalten werden, sondern es eben zu vielen Verschmelzungen von supermassiven Schwarzen Löchern kommt. Aktuell richtet das Forschungsteam seinen Fokus auf weitere Galaxien, wo ähnliche Konstellationen zu erwarten sind.