Umwelt, Klima, Erde, Universum

Wie viele Schwarze Löcher gibt es in der Milchstraße?

21.11.2022
Kurz und knapp

Schwarze Löcher entstehen, wenn große Sterne von mehr als 20 Sonnenmassen am Ende Ihres Lebens, wenn der Brennstoff verbraucht ist, explodieren und ihr Kern kollabiert. Die Materie in dieser Sternenleiche ist so dicht gepackt, dass sie mit ihrer Gravitation alle Materie der Umgebung verschlingt und nicht einmal Licht entkommen lässt. Nur wenige dieser Ungetüme wurden bislang klar nachgewiesen. Ihre Gesamtzahl in der Milchstraße lässt sich nur schätzen.

Alles verschlingende Materiemonster

Ein Schwarzes Loch ist ein physikalisches Phänomen im Universum, das man sich kaum vorstellen kann. In ihm ist die Materie extrem dicht gepackt, und dadurch ist seine Gravitation wahnsinnig stark – so stark, dass nicht einmal Licht entkommen kann. Dieses Objekt ist also nicht sichtbar – darum heißt es „Schwarzes Loch“.

In den Zentren wahrscheinlich aller Galaxien existiert ein solches Objekt, um das die Sterne der Galaxie kreisen. So auch im Zentrum der Milchstraße – unserer Galaxie. Diese zentralen Schwarzen Löcher von Galaxien sind besonders massereich – mehrere Millionen oder gar Milliarden Sonnenmassen können sie erreichen. Das massereichste nachgewiesene Schwarze Loch – das des Quasars TON 618 in gut 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung – liegt bei 66 bis 70 Milliarden Sonnenmassen. Das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße kommt auf „nur“ vier Millionen. Es hat bis zu seinem Ereignishorizont – jenem Umkreis, binnen dessen kein Licht nach draußen dringt und außerhalb dessen es von sichtbarer Materie umkreist werden kann – eine Ausdehnung von rund 24 Millionen Kilometern. Stünde es an der Stelle unserer Sonne, so würde es etwa bis zur Umlaufbahn des Merkur reichen. Im Vergleich zur gesamten Spirale der Milchstraße, die rund 100.000 Lichtjahre durchmisst, ist das winzig klein – wie ein Sandkorn im Vergleich zu ganz Deutschland.

 

Klein aber oho!

Doch es gibt beileibe nicht nur dieses eine massive Schwarze Loch in der Milchstraße. Sondern noch viele weitere, deutlich kleinere. Insgesamt, so schätzen Fachleute, sollte es ungefähr 100 Millionen Schwarze Löcher in der Milchstraße geben – das ist etwa ein Tausendstel so viel, wie es Sterne in ihr gibt. „Die Schätzung beruht auf der Erkenntnis, dass ca. 0,1 Prozent aller Sterne – also jeder Tausendste – schwerer als 20 Sonnenmassen sind“, sagt der deutsche Astronom Thomas Kupfer von der Texas Tech University in Lubbock, USA. Sterne dieser Masse glühen am Ende ihres Lebens, wenn ihr Brennstoff verbraucht ist, nicht einfach aus, wie es unsere Sonne in ein paar Milliarden Jahren tun wird. Sondern sie explodieren in einer Supernova: Die äußeren Materieschichten werden ins All geblasen, während der Kern zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die meisten Schwarzen Löcher sind also quasi Sternenleichen.

 

Das Rätsel der großen Schwarzen Löcher

Beobachtet hat man von diesen kleinen Schwarzen Löchern bislang jedoch nur ein paar Dutzend. Sie machen sich zum Beispiel dadurch bemerkbar, dass ein Stern sie eng umkreist. Oder dadurch, dass sich interstellares Gas, das sie umkreist, dabei stark aufheizt und Radiowellen abstrahlt, die wir auf der Erde messen können.

Wie die massiven zentralen Schwarzen Löcher in den Galaxien ursprünglich entstanden sind, ist noch unklar. Gut möglich, dass sie einst auch normale, kleinere Sternenleichen waren. Doch dagegen spricht, dass nachweislich schon 700 Millionen Jahre nach dem Urknall – am Rande des beobachtbaren Universums – Galaxien ähnlich wie TON 618 existierten, in deren Zentrum ein Ungetüm von mehreren Milliarden Sonnenmassen wütet. Mit herkömmlichen Theorien zum Werden und Vergehen von Sternen lässt sich eine solche Ansammlung in dieser kurzen Zeit schwer erklären.

 

Vor wenigen Monaten wurde das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße erstmals fotografiert. Hier gibt es ein Tagesschau-Video dazu.

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