Wie doppelte Schwarze Löcher entstehen

Die vier bislang von der Detektoranlage LIGO in den USA empfangenen Gravitationswellensignale stammen von Schwarzen Löchern in Doppelsystemen. Eine neue Analyse der Daten zeigt nun, dass die Rotationsachsen dieser Schwarzen Löcher nicht in die gleiche Richtung weisen, sondern relativ zueinander zufällig orientiert sind. Demnach seien die Schwarzen Löcher vermutlich getrennt entstanden und erst später durch enge Begegnungen in einem dichten Sternhaufen zu einem Doppelsystem geworden, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Der direkte Nachweis der von miteinander kollidierenden und verschmelzenden Schwarzen Löchern erzeugten Gravitationswellen hat uns ein Fenster geöffnet, durch das wir einen Blick auf die Regionen werfen können, in denen solche Doppelsysteme entstehen“, schreiben Will Farr von der University of Birmingham und seine Kollegen. Bisher war unklar, wie solche Doppelsysteme entstehen. Zum einen könnten sie aus einem Doppelsternsystem hervorgegangen sein, in dem beide Sterne zu Schwarzen Löchern kollabiert sind. In diesem Fall würden Astronomen erwarten, dass die Rotationsachsen der beiden Schwarzen Löcher etwa in die gleiche Richtung zeigen. Zum anderen könnten die beiden Schwarzen Löcher aber auch unabhängig voneinander aus Einzelsternen hervorgegangen sein und sich erst anschließend zu einem Doppelsystem vereinigt haben. In diesem Fall würden die Rotationsachsen unabhängig voneinander sein, also in beliebige Richtungen weisen.

Farr und seine Kollegen haben jetzt die von LIGO empfangenen Signale von Gravitationswellen noch einmal einer genauen Analyse unterzogen – und kommen zu dem Schluss, dass die Rotationsachsen der Schwarzen Löcher in den Doppelsystemen rein zufällig zueinander orientiert sind. Es gebe allerdings noch eine zweite – von den Forschern jedoch als eher unwahrscheinlich angesehene – Erklärungsmöglichkeit: Die Schwarzen Löcher könnten extrem langsam rotieren. Die Analyse von etwa zehn weiteren Ereignissen sei notwendig, um hier endgültige Klarheit zu erlangen. Mit Blick auf die bisherige Entdeckungsrate von Gravitationswellen könnte das bereits in wenigen Jahren der Fall sein.