Milchstraße Forscher entdecken schwarzes Loch mit 70-mal mehr Masse als die Sonne

Mit modernen Teleskopen haben Astronomen in unserer Heimatgalaxie ein schwarzes Loch nachgewiesen. Gängigen physikalischen Modellen zufolge dürfte es gar nicht existieren.

Illustration des schwarzen Lochs "LB-1": Zwei Mal mehr Masse als laut physikalischen Modellen möglich
YU Jingchuan/ Beijing Planetarium 2019

Illustration des schwarzen Lochs "LB-1": Zwei Mal mehr Masse als laut physikalischen Modellen möglich


Im April 2019 machte weltweit ein supermassereiches schwarzes Loch Schlagzeilen. Zum ersten Mal war es Forschern gelungen, ein solches Objekt zu fotografieren. Das Bild schaffte es ganz oben auf die Webseiten großer Nachrichtenseiten und auf die Titelbilder der Zeitungen. Nun erregt ein anderes schwarzes Loch die Aufmerksamkeit von Forschern.

15.000 Lichtjahre von der Erde entfernt haben sie ein sogenanntes stellares schwarzes Loch entdeckt. Solche Objekte entstehen, wenn Sterne kollabieren. Sie haben eine deutlich geringere Masse als die supermassereichen schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien, zu denen auch das Exemplar auf dem berühmten Foto gehört. Trotzdem überraschte die Forscher die Masse des nun entdeckten Exemplars.

Das Objekt mit dem Namen "LB-1" hat 70-mal mehr Masse als unsere Sonne, berichten die Wissenschaftler um Jifeng Liu von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften im Fachblatt "Nature". Bislang gingen Forscher davon aus, dass keines der schätzungsweise 100 Millionen stellaren schwarzen Löcher in der Milchstraße mehr als 20 Sonnenmassen besitzt. Theoretisch war eine maximale Masse von 35 Sonnen denkbar.

Ein unmöglicher Himmelskörper

"Stellare schwarze Löcher mit der Masse von 70 Sonnen dürfte es laut den meisten physikalischen Modellen der Sternentstehung gar nicht geben", erklärt Liu. Bislang seien Forscher davon ausgegangen, dass die sehr massiven Sterne der Milchstraße den Großteil ihrer Gase am Lebensende in starken Sternwinden verlieren. Demnach könnten sie keine so massiven Überreste zurücklassen.

Entdeckt wurde das rätselhafte Objekt dank moderner Technik. Bislang konnten Forscher stellare schwarze Löcher nur nachweisen, wenn diese Gase von einem Begleitstern verschluckt haben. Dabei entstehen starke Röntgenstrahlen, die von der Erde aus messbar sind. Doch der Großteil der stellaren schwarzen Löcher nimmt keine Sternengase auf. So konnten bisher nur etwa zwei Dutzend stellare schwarze Löcher in der Milchstraße nachgewiesen werden.

Suche nach der Nadel im Heuhaufen

Liu und Kollegen versuchten nun eine andere Variante. Mit dem größten optischen Teleskop Chinas, dem Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope (LAMOST), suchte das Team im All nach Sternen, die um ein unsichtbares Objekt kreisen - angezogen von dessen Gravitation.

Die Idee, Objekte im All auf diese Weise ausfindig zu machen, stammt vom Ende des 18. Jahrhunderts. Allerdings lässt sich erst mit modernen Teleskopen und Detektoren tief und scharf genug ins All blicken, um das Prinzip auch bei stellaren schwarzen Löchern anzuwenden. Und die Suche ist mühsam, denn unter den Milliarden Sternen in unserem Universum kreisen längst nicht alle um ein schwarzes Loch.

Die Entdeckung passe zu früheren Studien, berichten die Forscher. So haben Experten an den Gravitationswellen-Detektoren Ligo und Virgo in den vergangenen Jahren Störungen der Raumzeit gemessen, die entstehen, wenn schwarze Löcher in entfernten Galaxien kollidieren. Auch diese schwarzen Löcher haben viel mehr Masse, als Wissenschaftler zuvor vermutet haben.

Nun ist es Aufgabe der Theoretiker, die neuen, praktischen Entdeckungen mit physikalischen Modellen in Einklang zu bringen.

Im Video: Schwarze Löcher - Die Abrissbirnen des Universums

ZDF Enterprises

jme

insgesamt 107 Beiträge
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Seite 1
spon-facebook-10000537469 28.11.2019
1. 1+1= doppelte Masse
Vielleicht war das schwarzte Loch ja mal ein Doppelgestirn .. hat dann 2 schw. Löcher ergeben, die sich verbunden haben ..
permissiveactionlink 28.11.2019
2. Radialgeschwindigkeits-Methode !
Damit hat man auch viele Exoplaneten entdeckt, die um einen sichtbaren Stern kreisen, auch solche, die mit der Transitmethode nicht entdeckt werden können, weil sich der Planet von uns aus gesehen n i c h t vor seinem Stern herbewegt. Dafür gab es anteilig den diesjährigen Physik-Nobelpreis für Michel Mayor und Didier Queloz (51 Peg b). Diesmal jedoch bewegt sich ein sichtbarer Stern (LB-1, ein Stern des Spektraltyps B, also einer mit hoher Oberflächentemperatur) um ein schwarzes Loch herum. Beide bilden ein Binärsystem, aber nur ein Stern ist sichtbar. Aufgrund der Bewegung des sichtbaren Partners in 78,9 Tagen um das unsichtbare schwarze Loch herum (oder beider Partner um ihren gemeinsamen Schwerpunkt) hat der Stern ein messbares Spektrum, dass mal rot-, mal blauverschoben ist, je nachdem, ob der Stern sich gerade von uns weg oder auf uns zu bewegt. Wegen der messbaren Entfernung zu LB-1 (und dessen schwerem, aber unsichtbarem Gravitationspartner) und dessen Spektraltyp und scheinbarer Helligkeit ließ sich dessen absolute Helligkeit und damit die Masse des sichtbaren Sterns gut abschätzen und dann die Masse des stellaren schwarzen Loches auf 57 bis 79 Sonnenmassen eingrenzen.
Humanfaktor 28.11.2019
3. Die Haltwertszeiten von wissenschaftlichen Modellen ...
... sind, bis auf wenige Ausnahmen endlich. Ich hätte eine ganze Reihe denkbarer Konstellationen parat, wie es sein kann, dass die bisherigen Überlegungen, warum es fixe Massenobergrenze für stellare Singularitäten geben soll, obsolet sein dürften. Die hatte ich bereits vor dieser Entdeckung. Im Regelfall ist im Diskurs über jeweiligen wissenschaftlichen Brücken-Modelle (aktueller Kenntnisstand bis neue Informationen deren Grundlagen widerlegen), die übrigens nicht mit Einheitsmeinung und universellem Erkenntnisstand gleich zu setzen sind, die Antwort auf Zweifel, dass nach den bislang gültigen Modellen, auf der Basis des aktuellen Kenntnisstandes, die Vorhersage so lange als gültig anzusehen ist, bis diese Gültigkeit durch neue Informationen widerlegt wird. Et voilà.
Bernd.Brincken 28.11.2019
4. Erklärung
Die unerwartete Masse lässt sich auch noch anders erklären: Neben der dunklen gibt es auch noch graue Materie - ein Teil sicht- (und mess-) bar, ein anderer nicht. Der vollständige Nachweis von grauer Materie wird ein wenig dadurch verzögert, dass man nur einen Teil davon messen kann. Aber nur guten Mutes - die Wissenschaftler arbeiten hart!
heissSPOrN 28.11.2019
5.
"Bislang gingen Forscher davon aus, dass keines der schätzungsweise 100 Millionen stellaren schwarzen Löcher in der Milchstraße mehr als 20 Sonnenmassen besitzt. Theoretisch war eine maximale Masse von 35 Sonnen denkbar....Bislang seien Forscher davon ausgegangen, dass die sehr massiven Sterne der Milchstraße den Großteil ihrer Gase am Lebensende in starken Sternwinden verlieren. Demnach könnten sie keine so massiven Überreste zurücklassen." Ich hab ja zugegeben keine Ahnung, aber ziehen Schwarze Löcher nicht ständig Materie in sich hinein und vergrössern so im Laufe ihrer Existenz beständig ihre Masse? Dann wäre es doch letztlich nur eine Frage des Alters, oder?
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