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VLT
Schwarzes Loch in Sternhaufen einer anderen Galaxie
von Stefan Deiters
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19. November 2021

Mithilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte ESO ist es einem Forschungsteam gelungen, ein kleines Schwarzes Loch in einem Sternhaufen zu entdecken, der Teil der Großen Magellanschen Wolke ist. Das Schwarze Loch hat sich durch die Beeinflussung der Bewegung eines Sterns in unmittelbarer Nachbarschaft verraten.

NGC 1850

Künstlerische Darstellung des Schwarzen Lochs in NGC 1850 und des Begleitsterns. Bild: ESO / M. Kornmesser  [Großansicht]

Das neu entdeckte Schwarze Loch befindet sich im Sternhaufen NGC 1850, der ungefähr 160.000 Lichtjahre von uns entfernt in der Großen Magellanschen Wolke liegt, einer Satellitengalaxie unserer Milchstraße. "Ähnlich wie Sherlock Holmes, der Verbrecher anhand der Spuren überführt, die sie hinterlassen haben, schauen wir uns jeden einzelnen Stern in diesem Haufen mit einer Lupe in der Hand an, um Beweise für das Vorhandensein von Schwarzen Löchern zu finden, ohne sie jedoch direkt sehen zu können", vergleicht Sara Saracino vom Astrophysics Research Institute der Liverpool John Moores University in Großbritannien. "Das jetzt vorgestellte Ergebnis stellt nur einen der gesuchten Kriminellen dar, aber wenn man einen gefunden hat, ist man auf dem besten Weg, auch viele weitere in anderen Haufen zu entdecken."

Der Fund hat etwa die elffache Masse unserer Sonne. Mit dieser Masse hat das Schwarze Loch die Bahn eines Begleitsterns mit einer etwa halb so großen Masse beeinflusst, der das Schwarze Loch umrundet. Solche stellaren Schwarzen Löcher wurden bislang hauptsächlich dann entdeckt, wenn sie Material ihres Begleiters abziehen, sich dieses Gas vor dem Verschwinden im Schwarzen Loch erhitzt und so eine intensive Strahlung im Röntgenbereich aussendet. Auch aus Gravitationswellen, die bei der Kollision und Verschmelzung von Schwarzen Löchern miteinander oder mit Neutronensternen ausgesandt werden, lässt sich auf deren Existenz schließen.

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Allerdings dürften die meisten stellaren Schwarzen Löcher weder Röntgenstrahlen noch Gravitationswellen aussenden. "Die überwiegende Mehrheit lässt sich nur dynamisch aufspüren", unterstreicht Stefan Dreizler von der Universität Göttingen. "Wenn sie ein System mit einem Stern bilden, beeinflussen sie seine Bewegung auf subtile, aber nachweisbare Weise, so dass wir sie mit ausgeklügelten Instrumenten finden können."

Mit dem Verfahren hofft das Team nun noch deutlich mehr Schwarze Löcher aufzuspüren. "Jede einzelne Entdeckung, die wir machen, ist für unser Verständnis von Sternhaufen und der Schwarzen Löcher darin von Bedeutung", so Team-Mitglied Mark Gieles von der Universität Barcelona. Das jetzt aufgespürte Schwarze Loch ist das erste Objekt dieser Art, das in einem jungen Sternhaufen entdeckt wurde. NGC 1850 ist nur rund 100 Millionen Jahre alt.

Die Daten, mit deren Hilfe der Fund gelang, wurden über zwei Jahre mit dem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am Very Large Telescope der ESO in der chilenischen Atacamawüste gesammelt. "MUSE ermöglichte es uns, Gebiete mit hoher Sterndichte, wie die innersten Regionen von Sternhaufen, zu beobachten und das Licht jedes einzelnen Sterns zu analysieren", so Sebastian Kamann vom Astrophysics Research Institute in Liverpool. Dadurch sei es gelungen, Informationen über Tausende von Sternen in nur einer Aufnahme zu gewinnen - mindestens zehn Mal mehr als mit jedem anderen Instrument möglich ist. Die Daten erlaubten es dann, die eigentümliche Bewegung des Sterns zu identifizieren, die auf das Schwarze Loch hindeutet. Daten des Optical Gravitational Lensing Experiment der Universität Warschau und des Hubble-Weltraumteleskops lieferten dann weitere Daten, um die Masse des Schwarzen Lochs zu bestimmen und den Fund zu bestätigen.

Über die Entdeckung berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erscheinen wird.

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siehe auch
Sterne: Ein Schwarzes Loch, das vielleicht keines ist - 23. Januar 2020
Schwarze Löcher: Kleinstes Schwarzes Loch entdeckt - 2. April 2018
 
Links im WWW
Saracino, S. et al. (2021): A black hole detected in the young massive LMC cluster NGC 1850, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stab3159
ESO
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