Schwarze Löcher kleckern, wenn sie sich etwas einverleibt haben. Dadurch hinterlassen sie allerlei Beweise darauf, dass eine Mahlzeit stattgefunden hat. Die größte Hinterlassenschaft nennen Astronomen „Gezeitenstörung“. Es handelt sich um eine Explosion, ähnlich einer Supernova, die allerdings aus einem anderen Grund auftritt. Wenn ein Stern zu nah an ein schwarzes Loch gerät, erzeugen die Gezeitenkräfte massive Gasströme, die den Stern förmlich zerreißen. Das wiederum hat eine immense Lichtemission zur Folge, die das Licht aller Sonnen in der Wirtsgalaxie des schwarzen Loches für Monate, ja sogar für Jahre überstrahlen kann. Bisher war es immer schwer, einzelne Lichtströme aus Gezeitenstörungen bestimmten schwarzen Löchern zuzuschreiben. Das gelang nun einem internationalen Astronomen-Team, das dadurch die Masse und die Rotation des schwarzen Loches berechnen konnte. Ihre Studie steht im Astrophysical Journal.

Die Wissenschaftler haben eine Gezeitenstörung beobachtet, die sie als J2150 bezeichnen. Diese Disruptionen sind bei supermassereichen schwarzen Löchern relativ häufig zu erkennen. Nicholas Stone von der University in Jerulasaem sagte Sci-Tech-Daily: „Diese Ungetüme sind zwischen eine Million und zehn Milliarden Mal so groß wie unsere Sonne und werden zu starken Quellen elektromagnetischer Strahlung, wenn zu viel interstellares Gas in ihre Nähe gerät“. Schwieriger aufzufinden seien sogenannte mittlere schwarze Löcher. Da sie „nur“ zwischen 10.000 und 1.000.000 Mal so groß wie unsere Sonne sind, bleiben ihre Vorgänge häufig im Dunkeln. Co-Autor Peter Jonker von der Radbound Universität in den Niederlanden sagt: „Aufgrund der begrenzten Beobachtungsmöglichkeiten ist es eine Herausforderung, zentrale schwarze Löcher zu entdecken, die viel kleiner als eine Million Sonnenmassen sind.“

Umso stolzer sind die Astrophysiker, dass sie nun ein mittleres Exemplar dabei beobachten konnten, wie es einen Stern verschlang. Ann Zabludoff, Professorin für Astronomie an der Universität von Arizona, erklärt den zweiten Grund der Freude: „Durch die Analyse des Leuchtsignals waren wir in der Lage, diese schwer fassbare Kategorie von schwarzen Löchern besser zu verstehen, die möglicherweise den Großteil der schwarzen Löcher in den Zentren der Galaxien ausmacht.“ Die gemessenen Röntgenemissionen geben Aufschluss über die Größe des schwarzen Loches von J2150, das mit dem rund 10.000-fachen der Sonnenmasse ein echtes Leichtgewicht darstellt. Zudem besitzt es einen interessanten Spin.

„Dieses schwarze Loch hat einen schnellen Spin, aber nicht den schnellstmöglichen“, erklärt Zabludoff. Das werfe die Frage auf, wie das schwarze Loch zu einem Spin in diesem Bereich komme. Die Astrophysikerin gibt zwei Erklärungsansätze preis: „Es ist möglich, dass sich das schwarze Loch auf diese Weise gebildet hat und sich seitdem kaum verändert hat, oder dass zwei schwarze Löcher mittlerer Masse vor Kurzem miteinander verschmolzen sind, um dieses Loch zu bilden.“

Die Messungen der Rotationsgeschwindigkeit helfen zudem dabei, die Natur dunkler Materie zu verstehen. Die Wissenschaft geht davon aus, dass sie den größten Teil der Materie im Universum ausmacht. Nicholaus Stone erklärt, das dunkle Materie aus hypothetischen Elementarteilchen bestehen könnte, die man ultraleichte Bosonen nennt. „Wenn diese Teilchen existieren und Massen in einem bestimmten Bereich haben, würden sie verhindern, dass ein schwarzes Loch mittlerer Masse einen schnellen Spin hat“, sagte er. Stone weiter: „Doch das schwarze Loch von J2150 dreht sich schnell. Unsere Spin-Messung schließt also eine breite Klasse von Theorien über ultraleichte Bosonen aus und zeigt, wie wertvoll schwarze Löcher als extraterrestrische Laboratorien für die Teilchenphysik sind.“