Schwarze Löcher bringen Sterne zum Schwingen

Oszillationen können kleine Schwarze Löcher verraten, die beim Urknall entstanden sind.

Schwarzes Loch durchquert Stern
Schwarzes Loch durchquert Stern

Princeton (USA) - Bereits beim Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren entstandene kleine Schwarze Löcher können Sterne in Schwingungen versetzen und so ihre Existenz verraten. Das zeigen zwei Astronomen aus den USA nun mithilfe von Computersimulationen. Sie berechneten erstmals, welche Auswirkungen die Passage eines solchen "primordialen" Schwarzen Lochs durch einen Stern hat. Wenn die Masse des Schwarzen Lochs größer ist als etwa ein Sechstausendstel der Erdmasse, so sind die resultierenden Sternschwingungen groß genug, um mit Satelliten-Teleskopen nachweisbar zu sein, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Physical Review Letters".

"Wenn wir nur unsere Sonne anschauen, sind die Chancen, ein primordiales Schwarzes Loch zu erwischen, sehr gering", erläutert Shravan Hanasoge von der Princeton University, "aber die Astronomen überwachen heute viele tausend Sterne." Ein Beispiel ist das Satelliten-Observatorium Kepler, das Helligkeitsschwankungen bei 150.000 Sternen überwacht. Ziel der Kepler-Mission ist zwar die Suche nach Planeten bei den Sternen. Aber Hanasoge und sein Kollegen Michael Kesden regen an, die Kepler-Daten nun auch nach den charakteristischen Änderungen abzusuchen, die durch Schwarze Löcher ausgelöst werden.

Unmittelbar nach dem Urknall könnten durch Schwankungen in der Materiedichte Schwarze Löcher mit vergleichsweise kleinen Massen - viel kleiner als Sterne - entstanden sein. Diese primordialen Schwarzen Löcher könnten auch ein Bestandteil der mysteriösen Dunklen Materie sein, die den größten Anteil der Masse des Universums ausmacht. Bislang gab es jedoch keine praktikable Methode, um solche Schwarze Löcher nachzuweisen.

Kesden und Hanasoge haben nun simuliert, was passiert, wenn ein primordiales Schwarzes Loch durch einen Stern hindurchfliegt. Die Berechnungen der Forscher zeigen, dass das Schwarze Loch den Stern nahezu ungehindert passiert. Die Anziehungskraft des Schwarzen Lochs erzeugt aber eine Welle, die sich durch den Stern ausbreitet und ihn in Schwingungen versetzt. Diese Oszillationen sind dann von außen als schwache periodische Helligkeitsänderungen sichtbar. "Die Milchstraße enthält etwa 100 Milliarden Sterne", so Kesden, "wir rechnen daher mit etwa 10.000 derartigen Ereignissen pro Jahr."