MILCHSTRASSE
Zweites Schwarzes Loch im Zentrum?
von Stefan Deiters
astronews.com
27. Juli 2007

Gibt es im Zentrum unserer Milchstraße ein zweites Schwarzes Loch? Manche Astronomen halten dies für nicht unwahrscheinlich, doch hatte bislang niemand eine konkrete Idee, wie man dessen Existenz beweisen könnte. Jetzt hat ein amerikanischer Astrophysiker einen Vorschlag gemacht: Sucht nach Sternenpaaren, die mit hoher Geschwindigkeit aus dem Zentrum der Milchstraße geschleudert wurden.

Doppelsterne, die mit hoher Geschwindigkeit unsere Galaxie verlassen, könnten die Existenz eines zweiten Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße beweisen, glauben amerikanische Astronomen. Bild: Ruth Bazinet, CfA

Über eines herrscht unter Astronomen weitgehend Einigkeit: Im Zentrum unserer Milchstraße befindet sich ein gewaltiges supermassereiches Schwarzes Loch, das etwa 3,6 Millionen mal mehr Masse hat als unsere Sonne. Doch immer wieder wird auch ein zweites Schwarzes Loch postuliert (astronews.com berichtete), das zwar nicht ganz so massereich ist wie die Schwerkraftfalle im Zentrum, aber mit der 1.000 bis 10.000-fachen Masse der Sonne immer noch deutlich massereicher als ein stellares Schwarzes Loch.

Doch wieso glauben Astronomen, dass es im Zentrum der Milchstraße noch ein zweites, kleineres Schwarzes Loch geben müsste? Grund ist ein Sternhaufen aus sehr jungen Sternen, den man nur einen Bruchteil eines Lichtjahrs entfernt vom zentralen Schwarzen Loch entdeckt hat. In dieser Nähe eines so massereichen Schwarzen Lochs aber sollte die Entstehung von Sternen eigentlich unmöglich sein, da die Gezeitenkräfte der Schwerkraftfalle jegliche Sternentstehung verhindern.

Der Ausweg aus diesem Dilemma wäre , dass der Sternhaufen in größerer Entfernung entstanden und relativ schnell in die Nähe des Zentrums gewandert ist. Dazu müsste er aber ein Schwarzes Loch enthalten, das immer weiter ins Galaxienzentrum gezogen wurde.  Kann man die Existenz eines solchen Schwarzen Lochs jedoch beweisen? Youjun Lu, Astrophysiker an der University of California in Santa Cruz glaubt ja: Zusammen mit Kollegen schlägt er vor, dass man nach extrem schnellen Sternenpaaren suchen soll, die aus dem Zentrum der Galaxie in die Weiten des Alls schießen. Sie seien der gesuchte Beweis.

Dass es solche Sterne gibt, steht inzwischen außer Frage: Seit Dezember 2004 wurden insgesamt zehn solcher Objekte entdeckt (astronews.com berichtete). Sie entstehen durch dynamische Wechselwirkungen von drei oder mehr Körpern. Ein mögliches Szenario ist, dass ein Doppelsternsystem sich dem supermassereichen Schwarzen Loch nähert. Einer der beiden Sterne wird von dem Schwarzen Loch verschluckt, während der andere mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4.000 Kilometern pro Sekunde weggeschleudert wird. Eine zweite Möglichkeit zur Erklärung dieser Hochgeschwindigkeitssterne ist, dass sich ein einzelner Stern einem doppelten Schwarzen Loch nähert. In diesem Fall würde der Einzelstern mit einer ähnlich hohen Geschwindigkeit ins All geschleudert.

Nun glauben Lu und seine Kollegen eine Möglichkeit gefunden zu haben, zwischen beiden Szenarien zu unterscheiden. Wie die britische Wissenschaftszeitschrift New Scientist in ihrer aktuellen Ausgabe berichtet, schlagen die Astrophysiker vor, nach einem Sternenpaar zu suchen, das mit hoher Geschwindigkeit aus dem Zentrum der Galaxie "gekickt" wurde. Das Entdecken eines solchen Sternenpaars wäre ein eindeutiger Beweis für die Existenz eines zweiten Schwarzen Lochs.

Der Einflussbereich eines doppelten Schwarzen Lochs, so Lu, sei nämlich deutlich größer als bei nur einem einzigen Schwarzen Loch. Dadurch könnte es gelingen, dass ein Doppelstern genau wie ein Einzelstern von dem doppelten Schwarzen Loch ins All geschleudert wird. "Für ein einzelnes Schwarzes Loch ist die Wahrscheinlichkeit nahezu null, dass es ein Doppelsternsystem ins All kickt", so Lu.  Der Fund eines Hochgeschwindigkeits-Doppelsterns sei daher ein sicherer Beweis für die Existenz eines doppelten Schwarzen Lochs im Milchstraßenzentrum.

Etwa zehn Prozent aller Sterne in Sonnenumgebung haben einen dichten Partner. Ist der Anteil im Zentrum ähnlich hoch, sollte schon einer der zehn entdeckten Hochgeschwindigkeitssterne ein Doppelstern sein. Leider kann man das zur Zeit nicht feststellen, weil die Sterne zu leuchtschwach sind. Im Herbst und Winter sollen die Sterne aber erneut beobachtet und auch Spektren aufgenommen werden. So könnte man eine möglichen Doppelstern entdecken.

Die Bestätigung eines zweiten Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße würde gut ins Bild der Kosmologen passen: Man glaubt nämlich, dass die heutigen Galaxien durch das wiederholte Verschmelzen kleinerer Galaxien entstanden sind. Jede dieser Galaxien könnte ein eigenes Schwarzes Loch im Zentrum gehabt haben. Bevor die Schwarzen Löcher verschmelzen, umkreisen sie sich erst ein Zeit lang. Es gäbe also zwei Schwarze Löcher im Zentrum.

Doch auch wenn das Szenario der Kosmologen stimmt, muss es heute nicht unbedingt mehr mehrere Schwarze Löcher im Zentrum der Milchstraße geben: Das zentrale Schwarze Loch könnte längst alle früher einmal vorhandenen Schwarzen Löcher verschluckt haben, so dass heute nichts mehr an sie erinnert.