Schwarze Löcher im Dutzend

Rainer Kayser

Röntgenbild des Satelliten Chandra vom Zentrum der Milchstraße. Punkte markieren die Positionen der aufgespürten Rötgenquellen. Die ausgedehnte Rötgenquelle im Zentrum ist das supermassereiche Schwarze Loch.

C. J. Hailey et al./NPG

Im Zentrum der Milchstraße spürten Astronomen um Charles Hailey von der Columbia University in den USA insgesamt zwölf kleine Schwarze Löcher auf, die gewöhnliche Sterne umkreisen. Anhand dieses Fundes vermutet das Team, dass sich in der Zentralregion der Galaxis 300 bis 500 solcher Doppelsysteme und 10 000 isolierte Schwarze Löcher befinden. Dieses Ergebnis stimme gut mit theoretischen Vorhersagen überein, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Um das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Galaxis könnten sich viele kleinere Schwarze Löcher ansammeln, die aus dem Kollaps massereicher Sterne hervorgingen. „Die Theorie sagt bis zu 20 000 solcher stellaren Schwarzen Löcher im zentralen Parsec der Milchstraße voraus“, erläutern Hailey und seine Kollegen. Als Parsec bezeichnen Astronomen eine Entfernung von 3,26 Lichtjahren. Doch ein Nachweis dieser Objekte gestaltet sich schwierig: Nur wenn Materie – etwa von einem benachbarten Stern – auf die stellaren Schwarzen Löcher einfällt, verraten sie sich durch sporadische Ausbrüche von Röntgenstrahlung. Ein energiereicher und damit gut nachweisbarer Röntgenausbruch wäre allerdings nur alle paar Hundert Jahre aus dem Milchstraßenzentrum zu erwarten.

Hailey und sein Team suchten deshalb in den Archivdaten des Röntgensatelliten Chandra nach Spuren von Schwarzen Löchern in Doppelsystemen. Denn auch wenn sich diese in ihrer ruhigen Phase befinden, stoßen sie ab und an Röntgenstrahlung aus. Tatsächlich fanden die Forscher in den Daten insgesamt zwölf Objekte, deren Röntgenstrahlung charakteristisch für Schwarze Löcher in Doppelsystemen ist. Aus den Eigenschaften der Röntgenstrahlung und der räumlichen Verteilung dieser Objekte schließen Hailey und seine Kollegen auf mehr als 10 000 stellare Schwarze Löcher in einem Umkreis von 3,26 Lichtjahren.

„Die Milchstraße ist die einzige Galaxie, bei der wir beobachten können, wie kleine Schwarze Löcher mit dem zentralen Schwarzen Loch wechselwirken. Damit erhalten wir beispielsweise Informationen über die Art von Gravitationswellen, die von diesen Schwarzen Löchern erzeugt werden“, berichtet Hailey. Das galaktische Zentrum werde für die Forscher damit zu einer Art Labor für die Erforschung von Schwarzen Löchern.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/news/2018/schwarze-loecher-im-dutzend/