Gigantische Masse

Rekord: Forscher entdecken massereichstes schwarzes Loch

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Das massereichste schwarze Loch haben Astronomen im Galaxienhaufen „Abell 85“ entdeckt. Es versteckt sich in der Galaxie „Holm 85“, die durch ihr diffuses Zentrum auffällt.

Das schwarze Loch mit der größten Masse, die Astronomen bisher kennen, befindet sich im Galaxienhaufen „Abell 85“. Seine Masse im Vergleich zu unserer Sonne ist gigantisch.

Schwarze Löcher gibt es in den unterschiedlichsten Größen: Es gibt welche, die haben gerade einmal 10 oder Sonnenmassen (stellare schwarze Löcher), andere hingegen haben eine Masse von mehreren Milliarden Sonnen (supermassereiche schwarze Löcher). Nun haben Forscher das bisher schwerste schwarze Loch gefunden. Es verbirgt sich im Galaxienhaufen „Abell 85“.

In „Holm 15“, der zentralen Galaxie von „Abell 85“ bringen es alleine die Sterne auf mehr als zwei Billionen Sonnenmassen. Trotzdem erscheint das Herz dieser Galaxie im Teleskop diffus und lichtschwach – was darauf hindeuten könnte, dass dort ein ungewöhnlich großes schwarzes Loch existiert.

Schwarzes Loch im Galaxienhaufen „Abell 85“ ist schwierig zu beobachten

Die Beobachtung der Gegend, in der die Forscher das schwarze Loch vermuteten, ist nicht leicht: Sie ist 700 Millionen Lichtjahre entfernt. „Es gibt nur wenige Dutzend direkte Bestimmungen supermassereicher schwarzer Löcher – und noch nie zuvor ist es in einer solch großen Entfernung gelungen“, wird der Leiter der Studie, Jens Thomas vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching, in einer Mitteilung des Instituts zitiert. Mit Hilfe von Daten des Wendelstein-Observatoriums der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) gelang es den Forschenden, ein schwarzes Loch in der Galaxie „Holm 15A“ nachzuweisen.

Durch Bewegungen der Sterne um den Kern der Galaxie konnte das Forscherteam auch eine verlässliche Massenbestimmung durchführen. Ihr Ergebnis: Mit 40 Milliarden Sonnenmassen ist das schwarze Loch in „Abell 85“ das massereichste, das Astronomen bisher kennen. „Es ist um ein Vielfaches größer, als man es aufgrund indirekter Messungen erwarten würde“, erklärt Roberto Saglia, der am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik forscht und an der LMU lehrt.

Schwarze Löcher sind wohl schuld am diffusen Kern der Galaxie „Holm 15“

Der diffuse Kern in großen elliptischen Galaxien wie „Holm 15“ entsteht wohl dadurch, dass die Sterne aus dem Zentrum herausgefegt wurden: Bei der Verschmelzung zweier Galaxien bilden deren schwarze Löcher ein Paar, bevor sie verschmelzen. Dabei werden Sterne, deren Flugbahn in die Nähe der beiden schwarzen Löcher führt, durch gravitative Wechselwirkungen herausgeschleudert. Letztendlich ist im Galaxienzentrum kein Gas zur Bildung neuer Sterne mehr vorhanden und der Kern wird immer diffuser.

Schwarze Löcher sind ein beliebtes Thema bei Forschern. Zuletzt haben Forscher beispielsweise ein schwarzes Loch entdeckt, das sich dem gängigen Stereotyp widersetzt*. Statt nur zu zerstören und Materie zu schlucken, sorgte das neu entdeckte schwarze Loch dafür, dass in gleich vier benachbarten Galaxien neue Sterne entstehen konnten. In einem anderen Fall entdeckten Forscher ein schwarzes Loch, das es eigentlich gar nicht geben dürfte*: es ist ein stellares schwarzes Loch mit 70 Sonnenmassen. Allerdings gehen gängige Theorien davon aus, dass stellare schwarze Löcher nicht mehr als 20 Sonnenmassen haben können.

Schwarze Löcher gibt es in verschiedenen Klassen

Stellare schwarze Löcher entstehen, wenn ein Stern einer gewissen Größe kollabiert. Er stößt dann die äußeren Hüllen als Supernova ab, während der Kern in sich zusammenfällt – ein schwarzes Loch entsteht.

Supermassereiche schwarze Löcher finden sich im Mittelpunkt von Galaxien. Sie haben deutlich mehr Masse als die stellaren schwarzen Löcher.

Primordiale schwarze Löcher haben sich bereits beim Urknall gebildet. So zumindest die Theorie von Stephen Hawking, der Anfang der 1970er Jahre zuerst darüber nachdachte. Primordiale schwarze Löcher sind seiner Theorie zufolge winzig und optisch kaum zu lokalisieren. Forscher stellten kürzlich die Theorie auf, dass es sich beim hypothetischen „Planet 9“ um ein primordiales schwarzes Loch in unserem Sonnensystem handeln könnte*.

Spektakuläre schwarze Löcher

Schwarze Löcher können spektakulär sein: Kürzlich haben Forscher erstmals beobachtet, wie ein schwarzes Loch einen Stern zerreißt*, der ihm zu nahe kam. Andere Forscher haben mit Hilfe eines Tricks drei schwarze Löcher entdeckt*, die im Begriff sind, miteinander zu verschmelzen. Auch das schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ist für Forscher interessant: Zuletzt konnten sie beobachten, wie es plötzlich hell aufleuchtete und offenbar sehr gefräßig wurde.

Von Tanja Banner

*fr.de ist Teil der bundesweiten Ippen-Digital-Zentralredaktion.

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