Astronomen entdecken neuen Typ von Schwarer Loch

Astronomen entdecken neuen Typ von Schwarer Lücke

Astronomie hat bisher zwei Arten von Schwarzen Löchern identifiziert: supermassiv und stellar.

Lange wurde vermutet, dass es auch Zwischenmassige Schwarze Löcher geben muss, und jetzt hat eine internationale Forschergruppe unter der Leitung von Maximilian Häberle vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg zuverlässige Beweise dafür gefunden.

Seit langem war in der Astronomie vermutet, dass es auch Zwischenmassige Schwarze Löcher gibt. Allerdings konnten bisher zuverlässige Beobachtungen nicht erzielt werden. Nun aber hat diese Gruppe die besten Beweise für genau solches ein Schwarzes Loch gefunden.

In den archivierten Daten des Hubble-Weltraumteleskops haben die Forscher sieben Sterne mit extrem hohen Geschwindigkeiten im Zentrum des Sternhaufens Omega Centauri entdeckt. Nur die gravitative Kraft eines Schwarzen Lochs kann die Bewegung dieser Sterne erklären, so meinen die Forscher, die in der Fachzeitschrift "Nature" über ihre Ergebnisse berichteten. Aus ihren Daten schließen sie, dass das Schwarze Loch im Zentrum von Omega Centauri eine Masse von 82.000 Sonnenmassen hat.

Das neu beschriebene Schwarze Loch ist - im kosmischen Maß - relativ nahe bei uns. Es ist etwa 18.000 Lichtjahre entfernt, erklärt Co-Autorin Nadine Neumayer. Dadurch ist es das nächste bekannte Beispiel für ein massives Schwarzes Loch. Das supermassives Schwarze Loch im Zentrum unseres Galaxienhaufens Milchstraße ist etwa 27.000 Lichtjahre entfernt.

Ein Tausend Sonnenmassen schwer

Lange suchten Astronomen nach neuen Schwarzen Löchern, indem sie nach solchen schnell bewegenden Sternen suchten - erfolglos. Häberle nahm die Suche wieder auf und wandte sich an Daten des Hubble-Teleskops, die bisher nicht für diese Zwecke verwendet wurden. Insgesamt standen ihm 500 Archivaufnahmen aus einer 20-jährigen Periode zur Verfügung. Der Forscher hat meticulosam die Bewegung von etwa 150.000 Sternen auf diesen Aufnahmen gemessen.

"Die Suche nach schnellen Sternen und die Dokumentation ihrer Bewegung war wie die Sage vom Stern in der Heustack," erklärt der Forscher. Am Ende fand Häberle nicht nur das umfassendste Katalog für Sternbewegungen in Omega Centauri, sondern auch sieben Stichel im Heustack: sieben Sterne, die mit hohen Geschwindigkeiten bewegt werden. Mit dieser Geschwindigkeit fliegen diese Sterne aus dem Sternhaufen hätte, so berechnet Häberle. Nur die gravitative Kraft eines Schwarzen Lochs mit einer Masse von 82.000 Sonnenmassen kann die Sterne an Ort und Stelle halten, wie seine Berechnungen zeigen.

Die Entdeckung eines Schwarzen Lochs mit solcher Masse ist von großer Bedeutung für Astronomen. Bis dahin waren Astronomen nur mit zwei Arten von Schwarzen Löchern vertraut: Sternen-Schwarzen Löchern, die eine Masse von bis zu 150 Sonnenmassen haben, und supermassiven Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien mit der Millionen- oder Milliardenfach-Masse der Sonne.

Diese supermassiven Schwarzen Löcher werden angenommen, sie seien durch die Fusion von kleineren Schwarzen Löchern mit mehreren tausend Sonnenmassen entstanden. Einige solcher Zwischenmassiger Schwarze Löcher sollten noch im Universum heute vorhanden sein. Tatsächlich haben Astronomen eine Reihe von Kandidaten für solche Objekte in kleineren Galaxien und Sternhaufen entdeckt. Allerdings liegt bisher kein direktes Beweismaterial dafür vor: Die Bewegung von Sternen in solchen entfernten Objekten ist zu schwierig zu beobachten.

Eine Galaxie wird vom Milchweg verschlungen

Omega Centauri kommt hier in Betracht: Es ist der größte Sternhaufen in der Milchstraße, mit zehn Millionen Sternen, und ist auch mit bloßem Auge im südlichen Himmelshemisphärion sichtbar. Man glaubt, dass Omega Centauri einst das Zentrum einer kleinen Galaxie war, die sich mit der Milchstraße kollidierte und ihre äußeren Regionen verlor, Milliarden Jahre ago.

Die Idee war: Wenn solch ein Zusammenstoß passiert hat, dann sollte ein vorheriges Zwischenmassiges Schwarzes Loch im Zentrum der kleinen Galaxie heute in Omega Centauri vorhanden sein. Und wegen der Nähe des Sternhaufens zu Erde lässt sich die Bewegung der Sterne beobachten.

Die von Häberle und seiner Mannschaft entdeckten Sterne unterstützen diese Annahme und bieten die besten Beweise bisher fuer den Bestand von Zwischenmassigen Schwarzen Löchern. Allerdings zeigen die Hubble-Bilder nur die Bewegung der Sterne im Himmel und nicht die Bewegung zurueck oder vorueber. Die radialen Bewegungen der sieben schnell bewegten Sterne, die die Forscher nun mit dem James-Webb-Raumteleskop messen wollen, helfen, die letzten Zweifel an der Existenz des Schwarzen Lochs in Omega Centauri zu beseitigen.

Diese neue Entdeckung eines Zwischenmassigen Schwarzen Lochs mit einer Masse von 82.000 Sonnenmassen in Omega Centauri ist bedeutsam für die Astronomie, da sie unsere Kenntnisse ueber Schwarze Loch-Arten hinaus erweitert. Diese Entdeckung könnte auch die Hypothese unterstützen, dass solche Schwarze Löcher durch die Fusion von kleineren Schwarzen Löchern entstehen.

Die Nähe von Omega Centauri, die etwa 18.000 Lichtjahre entfernt ist, macht es ein ideales Ziel fur die Beobachtung der Sternbewegungen, bietet kritisches Beweismaterial fuer den Bestand von Zwischenmassigen Schwarzen Löchern. Die Bewegung der sieben schnell bewegten Sterne, die von Häberles Mannschaft entdeckt hat, wird weiterhin mit dem James-Webb-Raumteleskop untersucht, um das Schwarze Lochs radiale Bewegung aufzudecken und endgültige Bestaetigung zu geben.

Diese Forschung, die mit archivierten Daten des Hubble-Weltraumteleskops durchgeführt wurde, unterstreicht die Bedeutung der Wiederaufnahme und Neuanalyse von bestehenden Daten in der Astronomie. Durch genaues Messen der Bewegung von 150.000 Sternen in über 500 Aufnahmen war Häberle in der Lage, die sieben Sterne mit extrem hohen Geschwindigkeiten zu identifizieren, was zu dem sensationellen Fund eines Zwischenmassigen Schwarzen Lochs fuhrte.