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SCHWARZE LÖCHER
Doch keine Mittelklasse?
von Stefan Deiters
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22. August 2008

Seit Jahren beschäftigt Astronomen die Frage, ob Schwarze Löcher nicht nur als stellare oder supermassereiche Exemplare vorkommen, sondern auch in mittlerer Größenklasse. Einige Indizien sprechen für die Existenz von diesen Schwarzen Löchern der Mittelklasse. Eine neue Untersuchung kommt nun aber zu einem anderen Ergebnis. Gibt es Schwarze Löcher mit mittlerer Masse vielleicht gar nicht?

omega Centauri

Der Kugelsternhaufen omega Centauri in unserer Milchstraße. Der jetzt untersuchte Kugelsternhaufen RZ2109 ist deutlich weiter von der Erde entfernt. Bei omega Centauri könnte es sich nach neueren Untersuchungen allerdings nicht um einen Kugelsternhaufen, sondern um die Überreste einer Zwerggalaxie handeln. Bild: NASA / JPL-Caltech / NOAO / AURA / NSF

Bislang weiß man nur sicher von zwei ganz unterschiedlichen Typen von Schwarzen Löchern: den gewaltigen supermassereichen Schwerkraftfallen in den Zentren von Galaxien und den sogenannten stellaren Schwarzen Löchern, die nach der Supernova eines massereichen Sterns zurückbleiben und somit ein Ergebnis der Sternentwicklung massereicher Sterne sind. Schon seit Jahren rätseln Astronomen darüber, ob es auch Schwarze Löcher gibt, deren Masse zwischen diesen beiden Extremen liegt. In den vergangenen Jahren wurden immer wieder Beobachtungen gemacht, die auf die mögliche Existenz dieser Mittelklasse hindeuten könnten (astronews.com berichtete).

Als einer der wahrscheinlichsten Aufenthaltsorte für diesen neuen Typus Schwarzer Löcher gelten die Zentren von Kugelsternhaufen. Diese Sternhaufen sind alte, gewaltige Ansammlungen von bis zu einer Millionen Sternen. Zweifelsfrei nachgewiesen wurde ein mittleres Schwarzes Loch in einem Kugelsternhaufen bislang allerdings noch nicht. Jetzt hat eine Gruppe von Astronomen den Kugelsternhaufen RZ2109 gründlich untersucht und dabei festgestellt, dass er mit Sicherheit keines dieser Mittelklasse-Schwarzen Löcher enthalten kann. Gibt es sie also überhaupt?

"Einige Theorien sagen voraus, dass kleine Schwarze Löcher in Kugelsternhaufen langsam in das Zentrum des Haufens sinken sollten und hier ein mittelgroßes Schwarzes Loch bilden. Unsere Daten deuten aber drauf hin, dass dies nicht so ist", erläutert Daniel Stern vom Jet Propulsion Laboratory der NASA im kalifornischen Pasadena. Zusammen mit Kollegen hat Stern die Ergebnisse der Untersuchung in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Astrophysical Journal veröffentlicht. Erster Autor des Artikels ist Stephen Zepf von der Michigan State University.

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In einer früheren Untersuchung hatte Zepf und sein Team mit Hilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton Hinweise darauf gefunden, dass sich in dem Kugelsternhaufen RZ2109, der in etwa 50 Millionen Lichtjahren Entfernung in einer nahen Galaxie liegt, ein "aktives" Schwarzes Loch befindet, das also gerade dabei ist, Material zu verschlingen. Welche Masse dieses Schwarze Loch aber hat, konnten die Astronomen damals nicht ermitteln.

Um diese herauszufinden, nutzten Zepf und Stern das Keck-Observatorium auf Hawaii und nahmen ein Spektrum des Kugelsternhaufens auf. So ermittelten sie eine Masse für das Schwarze Loch, die in etwa der zehnfachen Masse unserer Sonne entspricht - ein Schwarzes Loch der Mittelklasse sieht anders aus. Die Größe des Schwarzen Lochs folgerten die Wissenschaftler aus der Geschwindigkeit der Materieströme, die aus der Umgebung des Schwarzen Lochs ins All geschleudert wurden. Die gemessenen hohen Geschwindigkeiten wiesen eindeutig auf ein kleines Schwarzes Loch hin.

Nun kann aber, so die Theorie der Astronomen, ein Kugelsternhaufen nicht gleichzeitig ein kleines und ein mittleres Schwarzes Loch haben: "Wenn hier ein mittleres Schwarzes Loch existieren würde, würde es die kleineren Schwarzen Löcher entweder sehr schnell verschlingen oder sie aus dem Haufen kicken", so Stern. Damit würde das kleine Schwarze Loch in RZ2109 die Existenz eines Mittelklasse-Schwarzen Lochs ausschließen.

Gibt es also gar keine Schwarzen Löcher der Mittelklassen? Vielleicht doch, meint Zepf. Diese würden sich dann aber wohl in Zwerggalaxien befinden oder in dem, was von Zwerggalaxien übriggeblieben ist, nachdem sie von einer größeren Galaxie verschluckt worden sind. Allerdings wären diese Schwarzen Löcher dann wohl recht schwer zu entdecken.

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Chandra: Neuer Typ von Schwarzen Löchern entdeckt - 13. September 2000
Schwarze Löcher: Die neue Mittelklasse - 25. August 2000
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