Auf der Suche nach den Ursprüngen der supermassereichen Schwarzen Löcher
Das Universum ist voll von Schwarzen Löchern, welche die millionenfache Masse unserer Sonne aufweisen, dennoch wurde bisher kein junges Schwarzes Loch entdeckt, das im Heranwachsen zu dieser enormen Größe begriffen ist. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts imbh bestand nun darin, diese mittelschweren Schwarzen Löcher zu finden. „Wir können supermassereiche Schwarze Löcher schon aus sehr großer Entfernung sehen, und wir wissen, dass sie bereits sehr früh im Universum erschienen sind“, erläutert Projektkoordinator Peter Jonker. „Schwierig ist jedoch zu verstehen, wie sie derart schnell entstehen konnten, wenn das Universum seinen Anfang als eine homogene Suppe genommen hat. Man kann damit beginnen, sich ein kleines schwarzes Loch vorzustellen, das die zehnfache Masse der Sonne hat, und dann muss es in nur wenigen hundert Millionen Jahren auf die milliardenfache Masse der Sonne anwachsen.“
Es fehlen Puzzleteile
Jonker zufolge gibt es zwar viele Indizienbeweise, dass es einen Zwischenschritt geben muss, aber keinen eindeutigen Beweis. Um diesen zu finden, suchten er und sein Team von der niederländischen Stiftung der wissenschaftlichen Forschungsinstitute in den vom Weltraumteleskop Gaia der Europäischen Weltraumorganisation gesammelten Daten nach dynamischen Beweisen für mittelschwere Schwarze Löcher. Eine Hilfe dabei war ihnen eine kuriose Eigenschaft, die damit im Zusammenhang steht, wie Weiße Zwergsterne voraussichtlich mit mittelschweren Schwarzen Löchern interagieren. Weiße Zwerge sind die Überreste von Sternen von ähnlicher Größe wie unsere eigene Sonne, deren äußere Schichten weggeblasen wurden, sodass ein glühender Heliumkern von der Größe der Erde übrig geblieben ist. Nähern sie sich einem supermassereichen Schwarzen Loch, so verschwinden diese Sterne normalerweise hinter dem Ereignishorizont, bevor sie von den Gravitationskräften zerrissen werden. Das ist bei mittelschweren Schwarzen Löchern eben nicht der Fall. „Es ist etwas gegen die Intuition, dass ein Schwarzes Loch, je leichter es ist, umso einfacher Sterne auseinanderreißen kann“, ergänzt Jonker. Ein Weißer Zwerg ist ein kompakter Stern mit starker Schwerkraft. Einzig mittelschwere Schwarze Löcher können einen Weißen Zwerg auseinanderreißen, bevor er hinter dem Ereignishorizont verschwindet. Die astronomische Forschung beobachtet oft Sterne aller Art, die gerade von Schwarzen Löchern verschlungen werden. Das während dieses Prozesses ausgesandte Licht kann Hinweise auf die Bestandteile des Sterns geben: Besteht er aus Helium, kann sich das Forschungsteam sicher sein, dass es den Tod eines Weißen Zwerges beobachtet.
Rasch verschlungen
Der Prozess ist unglaublich schnell, er vollzieht sich innerhalb weniger Tage; und dennoch konnte das Team mehrere mögliche Beispiele sichten. „Bislang sind wir uns noch nicht ganz sicher, ob wir solche Ereignisse gesehen haben, aber es gibt gute Kandidaten. Allerdings sind bei diesen auch noch gute alternative Erklärungen möglich, die wir noch nicht ausschließen können“, erklärt er. Die Arbeit wurde durch den Europäischen Forschungsrat unterstützt. „Das war eine riesige Hilfe“, bekräftigt Jonker. „Ohne diese Finanzhilfe wäre die Forschung nicht möglich gewesen.“ Jonker und sein Team suchen weiterhin nach Beweisen für mittelschwere Schwarze Löcher. Dabei kommen sowohl Bilder von Raumsonden als auch Aufzeichnungen von Gravitationswellen zum Einsatz. Nach Jonkers Einschätzung ist dieser Schritt notwendig, um zu erfahren, auf welche Weise supermassereiche Schwarze Löcher wie das im Zentrum unserer Milchstraße entstehen – und wie sie derart schnell wachsen können.
Schlüsselbegriffe
imbh, Zwischenstadium, massereich, schwarz, Loch, weiß, Zwerg, supermassereich, Ursuppe, Helium
