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SCHWARZE LÖCHER
Wirklich
Löcher in der Raumzeit
von Stefan
Deiters
astronews.com
1. April 2003
Was sind
eigentlich Schwarze Löcher? Theoretisch war den Astronomen das schon längst
klar: Objekte die keine Oberfläche, sondern nur einen Ereignishorizont haben.
Nur beweisen konnte das bislang niemand. Doch nun glauben zwei englische
Astronomen eindeutige Belege dafür zu haben, dass Schwarze Löcher wirklich
Löcher in der Raumzeit sind.
Künstlerische Darstellung des Schwarzen Lochs Cygnus X-1.
Bild: ESA, Martin Kornmesser, ESA/ECF |
Schwarze
Löcher sind wirklich Löcher, also Objekte ohne Oberfläche - davon sind zumindest
Dr. Christine Done und Dr. Marek Gierlinski von der Universität im englischen Durham
überzeugt. Die Arbeit der beiden Forscher wurde jetzt zur Veröffentlichung in
der renommierten Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical
Society angenommen. Schwarze Löcher, so die gängige Lehrmeinung, besitzen
keine Oberfläche, sondern nur einen so genannten Ereignishorizont. Doch durch
ihre Natur entziehen sich Schwarze Löcher jeder Beobachtung, so dass ein
direktes Überprüfen der Theorien bislang unmöglich schein. Die beiden Forscher
glauben jedoch, nun genug direkte Beweise für die Existenz solcher Löcher in der
Raumzeit gesammelt zu haben.
Um quasi die
Fingerabdrücke der Ereignishorizonte der Schwarzen Löcher zu finden, verglichen
sie Done und Gierlinski mit Neutronensternen, also anderen Objekten, die eine
extreme Dichte aufweisen, aber etwas zu wenig Masse besitzen, um zu einem
Schwarzen Loch zu werden. Materie, die von einem dieser Objekte angezogen wird,
spiralt auf das Objekte zu, kann dabei bis auf die Hälfte der
Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden und sendet intensive Röntgenstrahlung
aus. Der wichtige Unterschied zwischen Neutronensternen und Schwarzen Löchern
ist aber das jeweilige Ende der Materie: Im Falle eines Schwarzen Loches sollte
die Materie einfach in dem Loch verschwinden inklusive der gesamten noch in ihr
enthaltenen Energie. Bei einem Neutronenstern trifft die Materie auf die
Oberfläche auf und setzt so die verbliebene Energie frei. Daher sollten die
Aussendungen im Röntgenstrahlenbereich von Schwarzen Löchern und
Neutronensternen unterschiedlich aussehen.
"Diese
Idee ist recht einfach in der Theorie", erläutert Done, "und war auch schon
lange Zeit bekannt, doch war es bislang sehr schwierig sie zu überprüfen. Das
liegt vor allem daran, das Röntgenstrahlung von einem einzelnen Objekt schon
erhebliche Schwankungen haben und nicht sehr gut vorhergesagt werden kann." Da
hilft nur eine möglichst große Datenmenge, die nunmehr dank des seit sechs
Jahren arbeiteten Rossi X-Ray Timing Explorers vorliegt. Die Daten des
NASA-Röntgensatelliten, eine Unzahl von Röntgenspektren, werteten die Forscher
gründlich aus und konnten damit die Helligkeitsänderungen im Röntgenbereich von
unterschiedlichen Objekten vergleichen: "Was wir sahen ist, dass sich Schwarze
Löcher und Neutronensterne unterschiedlich verhalten, wenn Materie auf sie
niedergeht", so Done. "Die einzige uns bekannte Möglichkeit, dieses
unterschiedliche Verhalten zu erklären, ist, dass Neutronensterne eben eine
Oberfläche habe und Schwarze Löcher nicht."
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