Schwarze Löcher sind eines der erstaunlichsten Phänomene im Universum. Obwohl ihre Existenz schon seit Anfang des 20. Jahrhunderts erforscht und bewiesen wurde, sind viele ihrer Eigenschaften noch rätselhaft.
Die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos hat bei Forschenden für erhebliche Aufregung gesorgt. Warum eigentlich?
Schwarze Löcher entstehen, wenn ein riesiger Stern explodiert und sein Kern zu einem winzigen Punkt zusammenfällt. Sie können eine Masse von bis zu 100.000 Sonnen erreichen. Je nach Art des schwarzen Loches kann die Masse jedoch auch deutlich kleiner ausfallen. Es gibt drei verschiedene Arten von schwarzen Löchern: die stellaren schwarzen Löcher, die supermassereichen schwarzen Löcher und die schwarzen Löcher mittlerer Masse. Einsteins Relativitätstheorie war die Grundlage für das Entdecken der schwarzen Löcher. Der eigentliche Entdecker ist der deutsche Physiker Karl Schwarzschild. Erst nachdem das erste Bild eines schwarzen Lochs 2019 aufgenommen und veröffentlicht wurde, erkannte man die Existenz der schwarzen Löcher voll an. Trotz ihrer großen Masse sind schwarze Löcher sehr klein und sie können Zeit und Raum in ihrem Umfeld verzerren.
Obwohl Karl Schwarzschild bereits 1916 mit seiner Abhandlung „Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einstein’schen Theorie“ die Existenz schwarzer Löcher belegt hatte, konnte erst 2019, knapp 100 Jahre später, das beweisende Bild von ihnen aufgenommen werden. Der Grund dafür ist, dass schwarze Löcher unsichtbar sind. Aus ihnen kann kein Licht entweichen. Aufgrund ihrer starken Anziehungskraft können sie sogar das Licht um sich herum aufsaugen. Ein schwarzes Loch kann also nicht direkt fotografiert werden. Sichtbar sind hingegen die Gas- und Staubscheiben, die die schwarzen Löcher umkreisen.
Außerdem kann man ein schwarzes Loch auch anhand eines Schattens identifizieren, der als dunkler Bereich inmitten eines hellen Rings aus heißem umlaufenden Gas erkennbar wird. Man kann es auch erkennen, wenn Licht an seinen Rändern zum Vorschein kommt, oder an der Umlaufbahn vorbeifliegender Sterne. Eine der neuesten Methoden, um ein schwarzes Loch zu entdecken, ist das Graviational Lensing. Dieses kann auch inaktive schwarze Löcher ausmachen, indem es nahe liegende Galaxien als Lupe benutzt, quasi „wie ein Lichtstrahl, der durch den Boden eines Glases scheint“.
Schwarze Löcher ziehen alles um sich herum an, so auch Sterne. Wenn sich also ein Stern zu nah an einem schwarzen Loch befindet, wird der Stern in dieses hineingezogen. Wenn der Stern in das schwarze Loch gezogen wurde, ist er nicht einfach restlos weg, sondern er hinterlässt ein Überbleibsel. Dieses Überbleibsel wird von Astronom:innen Gezeitenstörung genannt. Es entsteht eine Explosion ähnlich wie eine Supernova. Das liegt daran, dass durch den Stern, der sich zu nah an ein schwarzes Loch bewegt, die Gezeitenkräfte massive Gasströme erzeugen. Diese zerreißen den Stern und haben eine immense Lichtemission zur Folge.
