Astronomen entdecken enges Trio aus Schwarzen Löchern

Im Zentrum einer 4,2 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie kreisen gleich drei supermassereiche Schwarze Löcher umeinander. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem Very Long Baseline Interferometer, einem weltweiten Zusammenschluss von Radioteleskopen. Es handelt sich nicht um das erste Trio aus Schwarzen Löchern, aber um das bislang engste: Zwei der Objekte sind lediglich 450 Lichtjahre voneinander entfernt. Solche engen Paare könnte es häufiger geben als bislang vermutet, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Rechts deutet ein Pfeil auf ein Objekt, von dem zwei Strahlen augehen. Links zwei eng benachbarte Objekte, von denen ebenfalls zwei Strahlen ausgehen, die korkenzieherartig gekrümmt verlaufen. Ein kleines Bild zeigt das Paar vergrößert mit spiralförmig davon ausgehenden Wellen.
Trio aus supermassereichen Schwarzen Löchern

„Galaxien entwickeln sich durch Zusammenstöße und Verschmelzungen“, erläutern Roger Deane von der Universität Kapstadt in Südafrika und seine Kollegen. Da jede große Galaxie in ihrem Zentrum ein Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse unserer Sonne beherbergt, sollten die Verschmelzungen auch zur Entstehung von Doppel- oder Mehrfachsystemen supermassereicher Schwarzer Löcher führen. „Bisherige Suchaktionen nach solchen engen Systemen sind aber zu dem Ergebnis gekommen, dass es nur wenige davon gibt.“

Deane und sein Team haben nun ein neues Verfahren für die Suche nach Mehrfachlöchern angewendet. Charakteristisch für supermassereiche Schwarze Löcher sind sogenannte Jets, in denen Materie – entlang der Rotationsachsen und durch Magnetfelder gebündelt – mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ins All schießt. Die Bahnbewegung eines Schwarzen Lochs in einem Doppel- oder Mehrfachsystem führt zu einer Verbiegung dieser Materiestrahlen: Sie verlaufen nicht länger geradlinig, sondern weisen eine korkenzieherartige Struktur auf.

Stark gepixeltes Bild mit einem hellen Objekt in der Mitte, dass eine länliche, leicht S-förmige Form zeigt.
Enges Paar Schwarzer Löcher

Nach solchen Strukturen in den Jets von Schwarzen Löchern haben Deane und seine Kollegen gesucht – und wurden bereits nach sechs untersuchten Galaxien fündig. „Daraus können wir schließen, dass enge Paare häufiger vorkommen, als bislang vermutet“, so die Astronomen. Und damit sollte es im Kosmos auch mehr Gravitationswellen niedriger Frequenz geben. Solche Schwingungen der Raumzeit hoffen die Forscher in einigen Jahren mit eLISA, einem aus drei Raumsonden bestehenden Detektor im Weltall, nachweisen zu können.