Nachweis und Sichtungen Schwarzer Löcher

1. Schwarze Löcher in jeder Galaxis vermutet

Neueste Messungen des Weltraumteleskops "Hubble" legen die Existenz von Schwarzen Löchern in nahezu jeder Galaxis des Universums nahe. Eines dieser sonderbaren Objekte, die aufgrund ihrer gigantischen Schwerkraft selbst Licht einfangen und verschlucken, soll nach Berechnungen von Astronomen im Zentrum einer Galaxis im Sternbild Jungfrau sein. Vorläufige Untersuchungen haben ergeben, daß in 14 von 15 weiteren Galaxienkernen Schwarze Löcher sitzen, wie die Wissenschaftler auf einem Treffen der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft in Toronto berichteten."Da ist etwas: Es wiegt eine Menge, es ist völlig schwarz und wir wissen nicht, was es sonst sein könnte", sagte der kanadische Astronom Scott Tremane vom Institut für Theoretische Astrophysik. Die Entdeckungen seien bisher die stärksten Hinweise auf eine allgemein akzeptierte Theorie der Himmelsforscher. Demnach sind Schwarze Löcher sehr verbreitet, im Zentrum einer jeden schweren Galaxis sollte es eines geben. Die Masse der Schwarzen Löcher soll direkt von der Masse der gesamten Galaxis abhängen.

Hubble liefert nur Fingerabdrücke

Schwarze Löcher können nicht direkt beobachtet werden - auch nicht vom scharfsichtigen Teleskop "Hubble". Die Forscher analysieren statt dessen die Bewegung von Sternen, die nahe um die Zentren der Galaxien kreisen. In einer Entfernung von 50 Millionen Lichtjahren wirbeln die Sterne und extrem heiße Materie um die Mitte einer Galaxie - angetrieben von einer mächtigen Anziehungskraft. Gase erreichen fast Lichtgeschwindigkeit und erhitzen sich dabei auf mehrere Billionen Grad. Aus diesen Beobachtungen konnten die Wissenschaftler die Masse eines Objekts im Sternbild Jungfrau berechnen. Es ist 500 Millionen Mal schwerer als unsere Sonne. Die Messungen von "Hubble" liefern aber nur Fingerabdrücke, sie sind nicht der Beweis für ein Schwarzes Loch. Für derart schwere Objekte gebe es auch noch andere Erklärungen, gibt Reinhard Genzel vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München zu bedenken. Die Ergebnisse der Forscher seien interessant, aber nur Überschlagsrechnungen. Ein schlüssiger Beweis könne nur aus der Nähe geführt werden, wenn die exakten Bewegungen einzelner Sterne gemessen werden könnten. Genzel hat dies mit einem Teleskop der Europäischen Sternwarte im chilenischen La Silla zumindest für unsere Milchstraße getan - und er fand ein Schwarzes Loch, 2,5 Millionen Mal schwerer als die Sonne.

Überreste von Quasaren

Aber die US-Wissenschaftler sind dennoch von ihrer Annahme von Schwarzen Löchern in fast allen anderen Galaxienzentren überzeugt. Für Doug Richstone von der University of Michigan, dem Leiter der Teams, könnten die Schwarzen Löcher die Überreste von sogenannten Quasaren sein. Das sind unvorstellbar helle Körper, die vor allem in der Anfangszeit des Universums vorhanden waren. Die bisher untersuchten Quasare sind die ältesten und am weitesten entfernten Objekte im All. Um ihre Leuchtkraft zu erklären, käme der Einfall von Materie in ein supermassives Schwarzes Loch in Frage.

Löcher für die Ewigkeit?

Quasare sind nach Angaben von Tremane in ihrer Lebenszeit begrenzt, aber Schwarze Löcher überdauern die Ewigkeit. Obwohl sie auf Materie der Umgebung einen riesigen Appetit hätten - wegen der Größe der Galaxien verschluckten sie nur etwa ein Prozent der Masse. Von dieser Masse wiederum verschwinden 99 Prozent hinter dem sogenannten Ereignishorizont des Schwarzen Lochs. Das ist der Punkt ohne Wiederkehr, den auch Licht nicht mehr verlassen kann. Nur ein Prozent wird in Strahlungsenergie umgewandelt, wie Berechnungen des Astronomen Ralph Narayan an kleineren Schwarzen Löchern und ihren Begleitsternen gezeigt hätten. "Das Gebiet innerhalb des Ereignishorizonts ist für immer von der Außenwelt abgeschnitten", sagte Narayan. Nach einer Theorie des britischen Astrophysikers Steve Hawkings allerdings brökeln die "Black Holes" durch quantenmechanische Effekte langsam ab.

2. M87 - ein alternder Quasar

Die Physik der Quasare ist ein Arbeitsgebiet der Theoriegruppe an der Landessternwarte. Quasare (quasi-stellare Objekte) sind die sehr leuchtkräftigen Zentren von sehr weit entfernten Aktiven Galaxien. Sie strahlen ihre Energie in allen möglichen Energiebereichen ab (von der Radiostrahlung bis zu hochenergetischer Gammastrahlung). Die ersten Vertreter dieser kosmischen Objekte wurden im Jahre 1963 entdeckt. Die besondere Aktivität dieser Galaxien wird auf die Existenz eines supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie zurückgeführt. Die Masse dieser Objekte beträgt Millionen bis zu Milliarden von Sonnenmassen und ist damit ein beträchtlicher Bruchteil der Gesamtmasse der ganzen Galaxie. Die uns nahen Galaxien waren kurz nach ihrer Entstehung vermutlich ebenfalls Aktive Galaxien, und da die Masse von Schwarzen Löchern im Laufe der Zeit nicht abnehmen kann, sollten diese Objekte auch in den Zentren unserer Nachbargalaxien gefunden werden. Die riesige elliptische Galaxie M87 im Virgo-Galaxienhaufen in einer Entfernung von nur 50 Millionen Lichtjahren ist ein guter Kandidat dafür, ein Schwarzes Loch zu enthalten. Auch diese Galaxie ist aktiv, sie ist aber kein Quasar, sondern eine Radiogalaxie, sozusagen ein alternder Quasar. Das Hubble-Weltraumteleskop hat nun im Zentrum dieser Galaxie eine spiralförmige Gasscheibe entdeckt, die mit 550 km/s rotiert. Daraus leitet man ab, daß sich im Zentrum ein 3 Milliarden Sonnenmassen schweres Schwarzes Loch von der Größe unseres Sonnensystems befindet. Im Unterschied zu M87 enthalten Quasare auf der Skala von einigen Lichtjahren viel mehr Gas, welches in der Umgebung des zentralen Lochs hell aufleuchtet.


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