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Wissenschaftler:innen entdecken erstes schwebendes schwarzes Loch

Schwarze Löcher sind per Definition unsichtbar. Jetzt haben Wissenschaftler zum ersten Mal eines entdeckt, das „frei schwebt“. Davon gibt es anscheinend sehr viel mehr, als angenommen – auch in unserer Nähe.

3 Min. Lesezeit
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Durch Microlensing haben Forscher:innen zweier US-Universitäten dasselbe schwarze Loch detektiert. (Screenshot: Nasa/ t3n.de)

Astronomen haben mithilfe des Weltraumteleskopes Hubble zum ersten Mal ein „frei schwebendes“ schwarzes Loch entdeckt. Die Daten erhielten sie von der Nasa. CNET berichtete. Um diese seltene Art aufzuspüren, machten sich die Wissenschaftler:innen den Gravitationslinseneffekt zunutze. Dabei verzerrt und verstärkt die Schwerkraft das Licht eines Hintergrundsterns. Durch die neue Methode könnte die Wissenschaft in Zukunft sehr viel mehr dieser verborgenen Art von schwarzen Löchern ausfindig machen.

Hubble auf der Jagd nach schwarzen Löchern

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Astronomen setzen das Weltraumteleskop verstärkt zum Aufspüren und Beobachten von schwarzen Löchern ein. Sie fanden etwa vor zwei Jahren verstärkt mittelgroße schwarze Löcher, die als schwer auffindbar gelten. Nun schafften es der Astrophysiker Kaliah Sahu und sein Team vom Space Telescope Institute Baltimore, ein isoliertes und frei bewegliches Exemplar zu ermitteln. „Wir wissen nun, dass isolierte schwarze Löcher existieren“, sagte Sahu. Parallel arbeitete eine Gruppe um Casey Lam von der University of California in Berkeley an demselben Phänomen.

Hubble Microlensing schwarzes Loch

Der Hintergrundstern (Pfeil) in 19.000 Lichtjahren Entfernung erschien durch das unsichtbare vorüberziehende schwarze Loch größer und heller, dann nahm er wieder seine ursprüngliche Helligkeit und Größe an. Dabei verändert sich die Lichtfarbe nicht. (Bild: Nasa/ ESA/Kailash Sahu (STScI))

Schwarze Löcher: Neue Methode macht sie sichtbar

Die Teams untersuchten sogenannte Microlensing-Ereignisse, die das Weltraumteleskop detektiert hatte. Dabei verstärkt und verzerrt die Schwerkraft eines Vordergrundobjektes das Licht eines Sterns im Hintergrund. Schwarze Löcher erschaffen einen ganz besonderen Linseneffekt, der lokal begrenzt ist, aber mehr als 200 Tage anhält. Schwarze Löcher geben kein Licht ab und verändern somit auch nicht die Lichtfarbe des Hintergrundsterns beim Transit. Die Teams nahmen also diese Ereignisse und analysierten Dauer, Lichtspektrum und die scheinbare Verschiebung des Hintergrundsterns.

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Schwarzes Loch 5.100 Lichtjahre entfernt

Bei den Untersuchungen trafen die Wissenschaftler:innen auf ein Ereignis, das alle Merkmale eines frei florierenden schwarzen Lochs aufwies. Das Phänomen verstärkte und verzerrte das Licht des rund 19.000 Lichtjahre entfernten Hintergrundsterns 270 Tage lang. Sie berechneten die Verschiebung des Hintergrundobjektes durch die Gravitation des Vordergrundobjektes und kamen zu dem Ergebnis, dass es sich wirklich um ein schwarzes Loch handelt. Sahus Team kalkulierte eine Masse von 7,1 Sonnenmassen – das ist sehr viel für einen Himmelskörper in dieser Größe. Das und die Tatsche, dass das Objekt kein Licht aussendet, sind klare Indizien für diese Annahme. Das schwarze Loch soll rund 5.100 Lichtjahre von der Erde entfernt sein.

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Schwarzes Loch Hubble mit Gravitationslinseneffekt

Die Schwerkraft des schwarzen Loches verzerrt die Position des Hintergrundobjekts. Aus der Dauer, der Verschiebung und der Intensität lässt sich das schwarze Loch berechnen. (Grafik: Nasa)

Widersprüchliche Berechnungen

Lams Gruppe berechnete eine Masse von 1,1 bis 4,4 Sonnenmassen und ist daher vorsichtiger mit ihrer Annahme: Es könnte auch ein Neutronenstern sein. Das dämpft die Begeisterung jedoch nicht. Team-Mitglied Jessica Lu sagt: „Dies ist das erste frei-florierende schwarze Loch oder Neutronenstern, das oder der mithilfe der Gravitationslinsen-Methode aufgespürt wurde.“ Bei der Geschwindigkeit des Objektes kommen die beiden Teams ebenfalls auf unterschiedliche Ergebnisse. Einig sind sie sich jedoch darin, dass der Fund die These stützt, dass es viel mehr schwarze Löcher gibt, als angenommen. Alleine in der Milchstraße könnten es 200 Millionen Stück sein. Das haben die Forscher:innen aus Berkeley berechnet.

Neue schwarze Löcher in der Nähe erwartet

Die nächstgelegenen frei schwebenden schwarzen Löcher könnten nur 80 Lichtjahre entfernt sein, vermuten sie. Mit der Microlensing-Methode planen sie nun, in rascher Folge weitere Vertreter auszumachen. Jessica Lu sagt: „Mit dem Microlensing haben wir ein neues Fenster zu diesen dunklen Objekten geöffnet, die auf andere Weise nicht aufzuspüren sind.“

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