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SCHWARZE LÖCHER
Wichtige Rolle bei Verteilung von Elementen?
von Stefan Deiters
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23. April 2007

Schwarze Löcher gelten gemeinhin als regelrechte Killer, die sämtliches Material in ihrer Umgebung erbarmungslos verschlingen. Jetzt haben Astronomen darauf hingewiesen, dass diese Beschreibung zumindest einer Ergänzung bedarf: Schwarze Löcher könnten bei der Verteilung von chemischen Elementen wie Sauerstoff und Kohlenstoff eine wichtige Rolle gespielt haben.

NGC 4051

Aus der unmittelbaren Nähe des Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie NGC 4051 geht ein heißer Wind aus. Dessen Gas enthält Elemente wie Sauerstoff und Kohlenstoff, die auch für die Entstehung von Leben wichtig sind.  Foto: George Seitz/Adam Block / NOAO / AURA / NSF

Direkt nach dem Urknall gab es im Universum im Wesentlichen nur Wasserstoff und Helium. Alle anderen Elemente mussten erst durch nukleare Fusionsprozesse in massereichen Sternen produziert werden. Explodierten diese in so genannten Supernova-Explosionen, wurden mit diesen Elementen angereichertes Gas hinaus ins All geblasen. Irgendwann entstanden daraus wieder neue Sterne, so dass sich der Anteil schwerer Elemente von Sternengeneration zu Sternengeneration erhöhte.

Astronomen glauben nun Hinweise gefunden zu haben, dass Schwarze Löcher bei der Verteilung der Elemente im Universum eine nicht unwichtige Rolle gespielt haben. Schwarze Löcher sind für Wissenschaftler schon längst mehr als alles verschlingende Monster. Das heiße Gas, das in einer großen Scheibe um sie herum kreist, hat nämlich theoretisch noch so lange die Chance zu entkommen, bis es den so genannten Ereignishorizont, also die Grenze ohne Wiederkehr, überschritten hat.

"Eine der großen Fragen der Kosmologie ist es, welchen Einfluss die supermassereichen Schwarzen Löcher auf ihre Umgebung ausüben", erläutert Martin Elvis vom amerikanischen Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Elvis ist einer der Autoren eines am vergangenen Freitag in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal erschienenen Artikels. "Unsere Untersuchungen helfen dabei, diese Frage zu beantworten."

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Die Forscher entdeckten, dass heiße Winde, die aus der unmittelbaren Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Loches im Zentrum einer Galaxie stammen, durchaus in der Lage sind, schwere Elemente wie Kohlenstoff oder Sauerstoff in den intergalaktischen Raum zu blasen. Die Entdeckung gelang durch Beobachtung des Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie NGC 4051.

Die Forscher stellten dabei fest, dass in NGC 4051 Gas aus viel größerer Nähe des Schwarzen Lochs entkommen konnte, als man das bisher angenommen hatte. Das Gas, so die Wissenschaftler, stammt aus einer Region, die nur fünf Mal weiter vom Schwarzen Loch entfernt ist, als der Neptun von der Sonne - entsprechend etwa 2.000 Schwarzschild Radien.  

Außerdem berechnete das Team, wie groß der Anteil des Gases ist, der dem Schwarzen Loch überhaupt wieder entkommen kann. Dieser stellte sich, mit zwei bis fünf Prozent, als kleiner heraus als bislang angenommen. Doch trotzdem könnten gerade diese kleine Anteil von entscheidender Bedeutung sein: Die Winde, die von Schwarzen Löchern ausgehen, erreichen nämlich Geschwindigkeiten von mehreren Millionen Kilometern pro Stunden. Über viele Jahrtausende können also so Elemente wie Sauerstoff und Kohlenstoff beträchtliche Entfernungen zurückgelegt haben, bis sie schließlich in riesigen Wolken aus Gas und Staub eingebunden werden, aus denen irgendwann einmal neue Sterne entstanden sind.

Die Arbeit der Wissenschaftler basiert auf Messungen mit dem europäischen Röntgensatelliten XMM-Newton.

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