Wie schwer ist ein Schwarzes Loch? Wissenschaftler aus Opava haben die Antwort

Schwarzes Loch

Schwarze Löcher gehören zu den bekanntesten, aber auch geheimnisvollsten Himmelskörpern. Bisher gibt es sehr wenige Erkenntnisse zu ihren physischen Eigenschaften. Astrophysiker aus Opava haben nun herausgefunden, wieviel ein Schwarzes Loch wiegt.

Zdeněk Stuchlík | Foto:  Uni Opava

Dreimal so schwer wie unsere Sonne, so viel wiegt das kleinste bekannte Schwarze Loch. Das größte, von dem wir wissen, entspricht hingegen 600 Milliarden Sonnen. Mit diesen Zahlen weiß Zdeněk Stuchlík zu imponieren. Der Leiter des Physikalischen Instituts der Uni Opava / Troppau fügt zum Vergleich hinzu, dass die Sonne wiederum 330.000 Mal schwerer sei als die Erde:

„Wir gehen davon aus, dass das Gewicht weiterer Schwarzer Löcher, die es in unserem Universum erst noch zu entdecken gibt, das Millionenfache unserer Sonne übersteigt.“

Schwarzes Loch | Foto:  ČT24

Stuchlík und seine Kollegen von der Schlesischen Universität haben eine Methode entwickelt, mit der das Gewicht eines Schwarzen Loches genauer ermittelt werden kann. Weil dieses kosmische Objekt an sich nicht sichtbar ist, werten die Astrophysiker die von ihm freigesetzte Strahlung aus. Auf diese Weise konnten sie eines der am schwierigsten zu beobachtenden Schwarzen Löcher unseres Universums näher beschreiben.

Die Sonne ist das übliche Vergleichsobjekt, das in der Wissenschaft für dieses geheimnisvolle Phänomen herangezogen wird. Das Schwarze Loch, auf das sich die Experten in Opava im Besonderen konzentriert haben, hat das Gewicht von einer Milliarde Sonnen. Stuchlík erklärt, wie sie darauf kommen:

Schwarzes Loch | Foto: ČT24

„Unser Modell beschreibt die kleinen Schwingungen in der Akkretionsscheibe, die um das Schwarze Loch kreist. Das Besondere daran ist, dass alle Frequenzen, die wir in dem Modell einfangen, mit dem Gewicht des Lochs indirekt proportional zusammenhängen.“

Die Akkretionsscheibe besteht aus heißer Masse, die sich um das Schwarze Loch bewegt. Sie strahlt einerseits selbst aus, reflektiert andererseits aber auch Strahlen von außen. Das Team aus Opava hat bei seinen Forschungen eine Regelmäßigkeit bei der einfallenden Röntgenstrahlung erkannt. Den Grund dafür kennen die Experten bisher noch nicht. Die Entdeckung führte allerdings zu der Erkenntnis, dass besonders schwere Schwarze Löcher im Zentrum großer Galaxien eine wesentlich kleinere Strahlenfrequenz aussenden. Die Unterschiede übertrugen sie dann auf das Gewicht der einzelnen Objekte. Jedes Schwarze Loch an sich gehört aber laut Stuchlík zu den größten Monstren, die sich bisher im Universum beobachten lassen:

Schwarzes Loch | Foto:  ČT24

„Wir müssen uns vorstellen, dass ein Gebiet von der Größe unseres Sonnensystems – aus kosmischer Sicht also sehr klein und vernachlässigbar – eine Strahlung entwickelt, die über 1000 Mal mehr Energie enthält, als alle Sterne unserer Galaxie zusammen. Und in unserer Galaxie gibt es etwa einhundert Milliarden Sterne.“

Ein Schwarzes Loch entsteht, wenn sich Sternenmaterial auf ein extrem kleines Volumen mit außergewöhnlich hoher Dichte und Gravitation zusammenzieht. Das Gewicht ist bisher die einzige Größe, die sich von diesem Himmelskörper beziffern lässt. Die Wissenschaftler aus Opava haben ebenfalls festgestellt, dass ein Schwarzes Loch auch als gigantischer Teilchenbeschleuniger funktionieren kann. Dabei kommt es auf die milliardenfache Leistung des bekannten Gerätes im schweizerischen CERN.

Illustrationsfoto: WikiImages,  Pixabay,  CC0

Die Erkenntnisse der Forscher aus Schlesien wurden im vergangenen Jahr vom staatlichen Wissenschaftsfonds als hervorragend gewürdigt. In Zusammenarbeit mit dem Astronomischen Institut der Akademie der Wissenschaften widmen sie sich in einem neuen Projekt nun weiteren Fragen, die sich um Schwarze Löcher ranken.

Autoren: Daniela Honigmann , Martin Knitl