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Schwarze Löcher - Rekordlöcher
(das nächste, das kleinste, das größte schwarze Loch)

Vorwort

Noch nicht vor all zu langer Zeit war man sich nicht einig darüber, ob es das Phänomen "Schwarzes Loch" überhaupt gibt. Inzwischen wurde die Existenz von schwarzen Löchern aber klar nachgewiesen und man vermutet eigentlich im Zentrum so ziemlich jeder Galaxie ein gewaltiges schwarzes Loch, mit bis zu milliardenfacher Sonnenmasse. So ein Monstrum in der Größenordnung von 4 Millionen Sonnenmassen hält auch unsere Milchstraße zusammen.

Aber auch an anderen Stellen können schwarze Löcher entstehen. Wenn ein massereiches Objekt (ein Stern mit einem Vielfachen der Sonnenmasse) in einer Supernova vergeht und die Reste in sich zusammenbechen, dann kann ein kleines aber extrem dichtes und schweres Gebilde entstehen - ein Neutronenstern. Ab einer bestimmmten Masse und Dichte können aber die Anziehungskräfte (Gravitation) so enorm sein, dass es in dessen Umgebung zu einer starken Krümmung der Raumzeit kommt. In der Folge kann ihm nichts mehr entkommen, nicht einmal das Licht. Für das menschliche Auge verbleibt dort nur ein schwarzes Loch. Wir können es daher auch nicht direkt sehen, aber wir können es an seiner besonderen Wechselwirkung mit seiner Umgebung erkennen. Man spricht in diesem Falle von einem stellaren schwarzen Loch. Im Grunde handelt es sich aber einfach nur um einen kleinen, extrem kompakten Stern.

Angst vor schwarzen Löchern?

Würde man unsere Sonne zu einem schwarzen Loch machen wollen, dann müsste man sie zusammenpressen, bis sie nur noch wenige Kilometer Durchmesser hätte. Von allein wird das aber nie passieren. Vielmehr wird die Sonne sich irgendwann abkühlen und sich zu einer roten Riesensonne aufblähen. Angst müssen wir deshalb aber nicht haben, denn bis dahin werden noch mehrere Milliarden Jahre vergehen. Die schwarzen Löcher in unserer Milchstraße befinden sich alle in sicherer Entfernung zu uns und werden uns ganz sicher nicht verschlucken.

Wissenschaftler experimentieren mit dem Zusammenstoß von extrem beschleunigten Teilchen in der neuen Protonenkanone am Elementarteilchen-Labor CERN, wodurch wohl auch künstliche schwarze Löcher entstehen können. Allerdings stehen ihnen dazu nur sehr geringe Massen zur Verfügung. Angenommen, sie könnten die gesamte Erde zusammenpressen, bis es ein schwarzes Löch wäre, dann hätte es weniger als 1 cm Durchmesser. Kleinere Massen müssen auf entsprechend kleineren Raum komprimiert werden. Mit einem Kilogramm Material würde man eine Kugel mit einem Durchmesser von 1,48 mal 10hoch-18 Nanometer formen müssen. Das unterschreitet den Atomdurchmesser bei weitem, denn der liegt etwa bei 0,1 Nanometer. Selbst der angenommene Radius eines Elektrons von 2,8 mal10hoch-9 Nanometer wird damit unterschritten. Aber im CERN kommen ja maximal einzelne Atome bzw. sogar nur einzelne Protonen zum Einsatz. Wenn diese beim Zusammenprall mit annähernd Lichtgeschwindigkeit für extrem kurze Zeit entsprechend stark zusammengepresst werden, dann könnte rein Theoretisch ein schwarzes Mikroloch entstehen. Dieser Effekt hätte mit einem richtigen massereichen Schluckmonster aber überhaupt nichts zu tun. Solche Supermikro-Blackholes sind also reine Theorie. Selbst wenn eines entstehen würde, würde es wohl nicht mehr aus der uns bekannten Materie bestehen, sondern aus purer Energie bestehen, die sofort wieder zerstrahlen würde. Das Schauspiel dauert jeweils nur wenige Sekundenbruchteile. Die Idee, dass so eine künstlich geschaffene Singularität einmal zur Gefahr für die Erde werden könnte ist daher absoluter Blödsinn. Eher besteht Gefahr in Form von bisher unbekannter Strahlung, der sich die Wissenschaftler aussetzen könnten, ohne es zu wissen.

Das uns nächste schwarze Loch

Am 15. September 1999 entdeckten die Weltraumforscher ein schwarzes Loch in einem sog. Mikroquasar - genannt V4641 Sagittarii. Typisches Indiz für das Vorhandensein des schwarzen Loches war ein Röntgenstrahlenausbruch. V4641 Sagittarii ist 'nur' etwa 1600 Lichtjahre von der Erde entfernt. Wie man dem Namen entnimmt, findet man den veränderlichen Stern im Sternbild Schütze. Mit dem Objekt Saggitarius A im Zentrum unserer Galaxie hat er aber nur das Sternbild gemein.

Das kleinste schwarze Loch

Anfang April 2008 entdeckten die Astronomen der NASA den bislang kleinsten Vertreter dieser Gattung. Er ist der Partner eines Sternes im Doppelsystem XTE J1650-500, rund 10.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Ara (am Südhimmel). Die Astronomen (Nikolai Shaposhnikov und sein Team) hatten in den vergangenen Jahren eine neue Methode entwickelt, mit der sie die Masse eines Schwarzen Lochs genauer bestimmen können. Durch die Beobachtung der Materie, die vom schwarzen Loch aufgesogen wird und die Messung von Röntgenstrahlung und deren wechselnder Intensität schließen sie auf die Masse und die Ausdehnung des schwarzen Loches. Demnach misst das kleinste schwarze Loch im bisher bekannten Universum gerade mal 24 Kilometer im Durchmesser und hat dabei ein Gewicht von knapp 4 Sonnenmassen.

M33 X-7, das größte stellare schwarze Loch

Das größte, bzw. massereichste (15,7 Sonnenmassen) schwarze Loch außerhalb eines Galaxienzentrums wurde ebenfalls erst kürzlich (im Oktober 2007) entdeckt und bekam den Namen M33 X-7. Es befindet sich in einer unserer Nachbargalaxien, nämlich in M33 - auch "Triangulumnebel" genannt, etwa schlappe 3 Mio Lichtjahre von uns entfernt.

M33 X-7 kreist seinerseits um einen riesigen Stern, der sage und schreibe das 70-fache der Sonnenmasse auf die Waage bringt. Die Wechselwirkung zwischen diesen beiden Objekten machte es überhaupt erst möglich, das schwarze Loch zu entdecken und seine Masse zu bestimmen, als die Astronomen Daten auswerteten, die das Chandra-Weltraum-Röntgenobservatorium und das Gemini-Teleskop auf Mauna Kea (Hawaii) geliefert hatten.

Die größten schwarzen Löcher überhaupt

Wie im Vorwort schon angesprochen, vermutet man die gewaltigsten schwarzen Löcher in den Zentren der Galaxien. Die umgebenden Sterne verhindern eine genauere Untersuchung, doch was immer dafür sorgt, dass die die Sterne nicht einfach auseinander Fliegen, das muss Gravitationskräfte von ungeheurem Ausmaß entwickeln. Auch die Sterne unserer eigenen Galaxie, der Michstraße, rotieren um ein solches Supermonster. Durch Beaobachtung bestimmter Sterne und deren Bahnkurven schließen die Wissenschaftler auf eine Masse von ca. 4 Millionen Sonnenmassen. Zudem soll es noch zigtausende weitere schwarze Löcher geben, die das Milchstraßenzentrum in relativ geringem Abstand (weniger als 100 Lichtjahre) umkreisen. Verteilt in unserer Galaxie gibt es wohl mehrere Hundertausend, vielleicht sogar Millionen kleine schwarze Löcher.

Nun ist unsere Milchstraße nicht die größte Galaxie im Universum. Andere Galaxien können bei weitem massivere schwarze Löcher enthalten, die wir von hier aus aber auch nicht genauer untersuchen können. Es wird davon ausgegangen, dass es durchaus auch schwarze Löcher mit Milliarden Sonnenmassen geben kann. Diese müssen ungeheuer alt sein, denn die Ansammlung einer solchen Materiemenge benötigt nunmal ihre Zeit.
 


Weblinks:

Astronews.com: Kleinstes schwarzes Loch entdeckt
Astronews.com: Schwergewichtiges Paar in M33
Stern.de: Bisher größtes Schwarzes Loch entdeckt
Wikipedia: Schwarzes Loch
Wikipedia: Saggitarius A im Zentrum unserer Michstraße
Süddeutsche Zeitung: Riskieren Physiker den Weltuntergang?
physikfuerkids.de - Schwarze Löcher

 


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