SCHWARZE LÖCHER
Was Schwarze Löcher und ihre Galaxie verbindet
von Stefan Deiters
astronews.com
27. November 2001

Astronomen des Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) in La Laguna auf Teneriffa haben durch Auswertung von Beobachtungsdaten von verschiedenen Teleskopen eine bemerkenswerte Entdeckung gemacht: Die Masse der supermassereichen Schwarzen Löcher, die im Zentrum der meisten Galaxien vermutet werden, hängt direkt mit der Verteilung der Sterne in der Galaxie zusammen.

Künstlerische Darstellung eines supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie. Bild: Gabriel Pérez Díaz / IAC

Supermassereiche Schwarze Löcher verbergen sich nach Ansicht der Astronomen ist fast jeder Galaxie, auch im Zentrum unserer Milchstraße. Im Gegensatz zu stellaren Schwarzen Löchern, die das Endstadium im Leben eines massereichen Sterns darstellen und eine Masse haben, die sich nicht so dramatisch von der unserer Sonne unterscheidet, haben supermassereiche Schwarze Löcher Massen vom Millionen- bis zum Milliardenfachen der Masse unserer Sonne. Trotz dieses unvorstellbaren Massengehalts dürften der Ereignishorizont dieser Schwarzen Löcher, also jene Grenze aus der kein Licht mehr entkommen kann, nur etwa den vierfachen Umfang unserer Sonne haben.

Die Untersuchung der Wissenschaftler in Spanien ergab nun, dass die Verteilung der Sterne in einer Galaxie - egal ob Spiralgalaxie oder elliptische Galaxie - direkt mit der Masse des zentralen Schwarzen Lochs zusammenhängt. Dabei zeigte sich, dass kleine Galaxien nicht einfach nur eine Miniaturausgabe größerer Galaxien sind, sondern dass sie sich deutlich voneinander unterscheiden: So sind die Sterne in massereicheren Galaxien stärker zum Zentrum hin konzentriert. Der Grad der Konzentration, so konnten die Forscher nun zeigen, korreliert sehr präzise mit der Masse des zentralen Schwarzen Lochs.

"Dies ist ein sehr wichtiger Fund, durch den wir uns weitere Erkenntnisse sowohl über die Entstehung von Galaxien als auch über die der Schwarzen Löcher erhoffen", unterstreicht Projektleiter Dr. Alister Graham die Bedeutung der Ergebnisse. "Jetzt wissen wir, dass jede Theorie über das Anwachsen von supermassereichen Schwarzen Löchern auch die globale Struktur der Galaxie berücksichtigen muss, in der sich das Schwarze Loch befindet."

Eine natürliche Erklärung für den gefundenen Sachverhalt ist, dass in Galaxien, die zum Zentrum hin mehr Sterne aufweisen, dem zentralen Schwarzen Loch effektiver neues Material zugeführt werden kann, wodurch es anwächst. Es ist allerdings möglich, so die Forscher, dass es zwei unterschiedliche Prozesse gibt: Einen, der für das Aussehen der Galaxien verantwortlich ist und einen, der das supermassereiche Schwarze Loch entstehen lässt. Zudem ist die Frage bislang ungeklärt, ob vor den Galaxien bereits kleinere so genannte primordiale Schwarze Löcher existierten.

Die Entdeckung hat aber einen praktischen Vorteil: Durch die gefundene Relation kann die Masse von Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien allein durch die Auswertung von Bildern von Galaxien ermittelt werden: Aus dem Verlauf der Helligkeit vom Zentrum zum Rand der Galaxie lässt sich nämlich die Konzentration bestimmen und somit die Schwarze Loch-Masse. So können eine Vielzahl von entfernten Galaxien sehr einfach untersucht werden. Da wir diese Galaxien aber zu einem Zeitpunkt sehen, zu dem diese noch deutlich jünger waren, erhoffen sich die Astronomen auf diese Weise auch neue Erkenntnisse über die Entwicklung der Schwarzen Löcher im Laufen der Zeit.