Kosmische Energiemonster im Dreierpack

Astronomen detektieren drei neue ungewöhnliche Schwarze Löcher

Schwarze Löcher sind bekanntlich extrem kompakte Gebilde, die sich aus sterbenden Sternen generieren und ihren Hunger stillen, indem sie jegliche Form von Materie und Energie gierig absorbieren. Nunmehr sind drei weitere Exemplare dieser poststellaren Staubsauger von zwei verschiedenen Astronomenteams dingfest gemacht worden. Bei den jüngst analysierten poststellaren Gebilde handelt es sich in der Tat um ungewöhnliche Vertreter ihrer Zunft.

Bild: ESA, NASA und F. Mirabel

Als der amerikanische Physiker John Archibald Wheeler ihnen im Jahr 1967 den signifikanten Namen "Black Holes" (Schwarze Löcher) gab, rätselten die damaligen Astrophysiker noch darüber, ob diese mysteriösen Naturphänomene, in deren Zentren Raum und Zeit angeblich das Zeitliche segnen, überhaupt real sein könnten. Doch was bereits schon der englische Geologe und Physiker John Mitchell im Jahr 1783 erstmals andachte und worüber seine Nachfolger lange Zeit nur spekulieren konnten, ist heutzutage in der Astrophysik längst kein hypothetisches Phantasieprodukt mehr. Obwohl Schwarze Löcher, die aus massereichen sterbenden Sternen geboren werden und im Verlaufe ihres Daseins jegliche Form von Materie und Energie aufsaugen, nur indirekt via Röntgen,- Infrarotlicht oder aufgrund ihrer starken Gravitation auf sich aufmerksam machen, sind sich die Astronomen sicher, dass diese unsichtbaren gefräßigen Energiemonster, die im Universum in allen Größenklassen vorkommen, dort beileibe keine Seltenheit sind.

Ein ungewöhnliches Duo

Nunmehr haben Astronomen drei weitere Vertreter dieser bizarren Vagabunden im All ausgemacht. Dies gilt insbesondere für zwei aktive in der Spiralgalaxie NGC 6240 eingebettete supermassive Schwarze Löcher, die jüngst ein internationales Astronomen-Team um Günther Hasinger und Stefanie Komossa vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik :www.mpe.mpg.de (MPE) in Garching bei München während einer 10,3-stündigen Observation mit dem NASA-Röntgenteleskop Chandra entdeckt hat - dies dank der tatkräftigen Unterstützung des Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).

Die in dem Zentrum der außerordentlich hellen Galaxie beheimateten extrem kompakten Gebilde zählen nämlich zu den großen ihrer Art. "Was die Größe der detektierten Schwarzen Löcher angelangt, ist der Abschätzungsfaktor noch unsicher - etwa um den Faktor zehn. Der Wert beträgt etwa 10 bis 100 Millionen Sonnenmassen - für jedes der beiden Objekte", erklärt Dr. Komossa vom MPE.

Dass die rund 400 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie ein turbulentes Innenleben aufweist, lässt schon ihre ungewöhnliche schmetterlingsartige Form erahnen, die vor Jahrmillionen bei einer Kollision von zwei kleineren Galaxien entstanden ist. "Derzeit" sind die beiden Objekte voneinander noch rund 3000 Lichtjahre entfernt; den Berechnungen der Astronomen zufolge nach werden sie aber in mehreren hundert Millionen Jahren zu einem noch größeren supermassiven Schwarzen Loch miteinander verschmelzen und dabei gigantische Eruptionen von Gravitationswellen verursachen, die sich durch das gesamte Universum ausbreiten und dabei die Raumzeit spürbar erschüttern. "Mit Chandra hofften wir herauszufinden, welcher der beiden Kerne - wenn überhaupt - ein Schwarzes Loch enthält", so Dr. Komossa. "Zu unserer Überraschung stellten wir fest, dass beide Kerne aktive Schwarze Löcher beherbergen".

Spiralgalaxie NGC 6240 und das dortige SL-Paar (Bild: NASA)

Bereits einige Jahre zuvor lokalisierten Astronomen im Herzen von NGC 6240 im Radio- und Infrarotlicht sowie im optischen Fenster des Spektrums zwei helle Kerne, über deren wahre Natur noch Unklarheit herrschte. "Der Durchbruch gelang, weil Chandra ein scharfes Bild der zwei Kerne im Zentrum der Galaxie lieferte und gleichzeitig eine detaillierte Röntgendiagnose erlaubte", betont MPE-Direktor Prof. Günther Hasinger, der zusammen mit Dr. Komossa Ende Dezember in den Astrophysical Journal Letters über den aktuellen Fund des Schwarzen-Loch-Duos berichten wird. Die erstmalige Entdeckung eines Paares Schwarzer Löcher bestätigt theoretische Modelle, nach denen solche Objekte in den Zentren von Galaxien durch Verschmelzung dramatisch anwachsen können, ist aber auch für das generelle Verständnis der Galaxiengeburt und -entwicklung aufschlussreich.

Rasendes Schwarzes Loch

Bei einer anderen Observation spürte ein internationales Astronomenteam unter der Leitung von Felix Mirabelvom argentinischen Institute for Astronomy and Space Physics in Buenos Aires einen so genannten Mikroquasar auf. Ein derartiges stellares Schwarzes Loch weist gerade mal die drei- bis zwölffache Sonnenmasse auf. Das mit dem Hubble-Teleskop und irdischen Observatorien bereits 1996 erstmals detektierte und danach mehrfach anvisierte 6000 bis 9000 Lichtjahre entfernte Schwarze Loch rast den neuen Berechnungen der Forscher zufolge mit der vierfachen Geschwindigkeit der anderen Sterne in der Region durch das Doppelsternsystem GRO J1655-40(Sternbild Skorpion).

Mit 400.000 Kilometern pro Stunde bewegt sich der extrem kompakte Körper mitsamt seines Begleitsterns auf einer exzentrischen Bahn von einer dem Zentrum der Milchstraße nahen Region nach außen. Dabei dient die von der Gravitation des Schwarzen Lochs eingefangene alterschwache Exo-Sonne, die das Schwarze Loch einmal in 2,6 Tagen umkreist, dem gefräßigen Monster quasi als Wegzehrung. "Dieses ist das erste entdeckte Schwarze Loch, das sich so schnell durch die Scheibe unserer Milchstraße bewegt", erläutert Felix Mirabel, der davon ausgeht, dass das Objekt durch die Wucht der Explosion aus einer Supernova ins All herausgeschleudert wurde. "Die Entdeckung ist so aufregend, weil sie die Verbindung zwischen Schwarzen Löchern und Supernova-Explosionen zeigt, die für die Schwarzen Löcher verantwortlich gemacht werden."

Sehr gute Video-Simulation über das Schwarze-Loch-Paar in NGC 6240: (Harald Zaun)