Das Herumtaumeln eines Sterns hat Forscher auf ein besonders gewaltiges Schwarzes Loch in der Milchstraße aufmerksam gemacht. Es handle sich um das bisher massereichste bekannte stellare Schwarze Loch in unserer Galaxie, hat die Europäische Südsternwarte (Eso) mit Sitz in Garching bei München am Dienstag (16. April) mitgeteilt.
Die Analysen zur neuen Entdeckung sind im Fachjournal „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.
„Gaia BH3“: 33-fache Masse der Sonne
Der „Gaia BH3“ genannte Gigant hat demnach die etwa 33-fache Masse unserer Sonne. Bisher gefundene stellare Schwarze Löcher in der Milchstraße messen im Schnitt nur das Zehnfache der Sonnenmasse, das zuvor größte bekannte – „Cygnus X-1“ – etwa 21 Sonnenmassen. Stellare Schwarze Löcher entstehen aus Sternen.
„Niemand hat damit gerechnet, ein massereiches Schwarzes Loch zu finden, das in der Nähe lauert und bisher unentdeckt geblieben ist“, erklärt der Astronom Pasquale Panuzzo vom Observatoire de Paris. „Diese Art von Entdeckung macht man nur einmal in seinem Forscherleben.“
Nur 2000 Lichtjahre von der Erde entfernt
Der Erde ist „Gaia BH3“ mit einer Entfernung von „nur“ 2000 Lichtjahren der Eso zufolge extrem nah und das der Erde zweitnächste Schwarze Loch. Ein Lichtjahr bezeichnet die Entfernung, die Licht in einem Jahr zurücklegt – eine Strecke von 9,46 Billionen Kilometer. Das uns am nächsten liegende Exemplar „Gaia BH1“ wurde im Jahr 2022 aufgespürt und liegt 1560 Lichtjahre entfernt, ist aber deutlich leichter.
Die Entdeckung machten die Wissenschaftler, als sie Beobachtungen der europäischen Sonde „Gaia“ für eine Datenfreigabe überprüften. Sie nutzten die riesigen Datenmengen des Weltraumteleskops und des Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Extrem schwer für stellares Schwarzes Loch
„Gaia BH3“ ist für ein stellares Schwarzes Loch fast unerklärlich schwer. „Die 33 Sonnenmassen machen BH3 zum massereichsten Schwarzen Loch stellaren Ursprungs, das je in unserer Galaxie entdeckt worden ist“, schreiben die Astronomen. Ähnlich schwer sind nur einige extragalaktische Schwarze Löcher, die Astronomen mithilfe von Gravitationswellen beim Verschmelzen „belauscht“ haben. Auch sie sind deutlich schwerer, als der Theorie nach bei normalen Supernovae gebildet werden.
Der Begleitstern des Schwarzen Lochs wird von seinem massigen Kompagnon in eine Art Taumelbewegung versetzt – und die fiel auf. Die „Gaia“-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (Esa) soll Positionen, Bewegungen, Entfernungen und Helligkeiten von fast zwei Milliarden Himmelskörpern erfassen.
„Sagittarius A*“ – ein anderer Gigant
Schwarze Löcher sind Objekte mit einer so starken Schwerkraft, dass nicht einmal Licht aus ihnen entkommen kann. Sie entstehen, wenn große Sterne mit der vielfachen Masse unserer Sonne am Ende ihrer Existenz als Supernova explodieren und der übrig gebliebene Sternenrest kollabiert.
Abgesehen von den stellaren Schwarzen Löchern gibt es supermassereiche Schwarze Löcher, die in den Zentren der meisten Galaxien vermutet werden. Diese Schwarzen Löcher können die milliardenfache Masse unserer Sonne besitzen. Das massereichste in unserer Galaxie ist „Sagittarius A*“ im Zentrum der Milchstraße, das etwa vier Millionen Mal so viel Masse wie die Sonne hat.
Einstein und die Schwarzen Löcher
Schwarze Löcher sind eine der Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie, die Albert Einstein (1879-1955) vor rund einem Jahrhundert aufgestellt hat. In ihnen ist die Masse von einigen bis mehreren Milliarden Sonnen auf einen Punkt komprimiert.
Durch die immense Gravitation kann aus der direkten Umgebung nicht einmal Licht entkommen, daher der Name. Schwarze Löcher können beispielsweise entstehen, wenn ausgebrannte Riesensterne unter ihrem eigenen Gewicht zusammenstürzen.
Unsichtbares sichtbar machen
Ein Schwarzes Loch selbst ist auch für die besten Teleskope unsichtbar. Zeichnungen auf Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie zeigen oft einen schwarzen Kreis mit einem strahlend hellen Ring.
Die Innenseite dieses Rings markiert den sogenannten Ereignishorizont, der dem Projekt seinen Namen gab. Er ist der Ort im Umkreis eines Schwarzen Lochs, von dem aus noch Licht entkommen kann. Man fotografiert also nur den strahlend hellen Ring um das Schwarze Loch.
Unvorstellbar viel Masse, aber sehr klein
Viele Schwarze Löcher verleiben sich neue Materie ein. Diese Materie fällt aber nicht auf direktem Weg ins Schwarze Loch. Stattdessen sammelt sie sich auf einer immer schneller rotierenden Scheibe – ähnlich wie Wasser in einem Strudel aus der Badewanne fließt.
In dieser sogenannten Akkretionsscheibe wird die Materie durch gegenseitige Reibung Millionen Grad heiß und leuchtet dadurch hell auf, bevor sie im Schlund des Schwerkraftmonsters für immer verschwindet.
Schwarze Löcher besitzen zwar unvorstellbar viel Masse, sind dabei aber sehr klein. Ein Schwarzes Loch mit der Masse unserer Erde wäre beispielsweise nur so groß wie eine Kirsche. Zudem sind die Schwarzen Löcher sehr weit weg: Zum Zentrum der Milchstraße sind es 26 000 Lichtjahre. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt.
Info: Schwarze Löcher
Black Whole
Ein halbes Jahrhundert ist es her, dass der Begriff Schwarzes Loch für derlei Phänomene allgemein eingeführt wurde. Der amerikanische Physiker John Archibald Wheeler suchte 1967 bei einer Konferenz ein Ersatzwort für den englischen Zungenbrecher „Gravitationally completely collapsed object“. Kurzerhand nahm er den Vorschlag eines Zuhörers auf, der solche Phänomene kurz „Black Whole“ nannte.
Was ist ein Schwarzes Loch?
Schwarze Löcher sind eine der Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie, die Albert Einstein vor rund einem Jahrhundert aufgestellt hat. In ihnen ist die Masse von einigen bis mehreren Milliarden Sonnen auf einen Punkt komprimiert. Durch die immense Gravitation kann aus der direkten Umgebung nicht einmal Licht entkommen, daher der Name. Schwarze Löcher können beispielsweise entstehen, wenn ausgebrannte Riesensterne unter ihrem eigenen Gewicht zusammenstürzen.
Wie sieht ein Schwarzes Loch aus?
Ein Schwarzes Loch selbst ist auch für die besten Teleskope unsichtbar. Zeichnungen auf Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie zeigen oft einen schwarzen Kreis mit einem strahlend hellen Ring. Die Innenseite dieses Rings markiert den sogenannten Ereignishorizont, auf Englisch „Event horizon“, der dem Projekt seinen Namen gab. Er ist der Ort im Umkreis eines Schwarzen Lochs, von dem aus noch Licht entkommen kann. Man fotografiert also nur den strahlend hellen Ring um das Schwarze Loch.
Wieso leuchten Schwarze Löcher?
Viele Schwarze Löcher verleiben sich neue Materie ein. Diese Materie fällt aber nicht auf direktem Weg ins Schwarze Loch. Stattdessen sammelt sie sich auf einer immer schneller rotierenden Scheibe – ähnlich wie Wasser in einem Strudel aus der Badewanne fließt. In dieser sogenannten Akkretionsscheibe wird die Materie durch gegenseitige Reibung Millionen Grad heiß und leuchtet dadurch hell auf, bevor sie im Schlund des Schwerkraftmonsters für immer verschwindet.
Wie groß sind Schwarze Löcher?
Schwarze Löcher besitzen zwar unvorstellbar viel Masse, sind dabei aber sehr klein. Ein Schwarzes Loch mit der Masse unserer Erde wäre beispielsweise nur so groß wie eine Kirsche. Zudem sind die Schwarzen Löcher sehr weit weg: Zum Zentrum der Milchstraße sind es 26 000 Lichtjahre, M87 ist sogar 55 Millionen Lichtjahre entfernt. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt (mit dpa-Agenturmaterial).