Schwarzes Loch aus Galaxie geschleudert

Das supermassereiche Schwarze Loch „3C 186“ rast mit Millionen Kilometer pro Stunde in die Weiten des Alls. Berechnungen von Astronomen zeigen: Es wurde durch einen Gravitationswellen-Tsunami aus dem Herz seiner Heimatgalaxie geschleudert.

Die Wissenschaftler um Marco Chiaberge vom Space Telescope Science Institute in Baltimore hatten mit dem Weltraumteleskop eine rund acht Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie untersucht. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, und entspricht knapp zehn Billionen Kilometern. Die Galaxie gehört zu einem Galaxienhaufen - und die Astronomen hatten nach Anzeichen für verschmelzende Sternsysteme gesucht. Zu ihrer Überraschung beobachteten sie dabei einen Quasar in den Außenbezirken der untersuchten Galaxie.

Hubble-Aufnahme des Schwarzen Lochs
NASA, ESA, and M. Chiaberge (STScI and JHU)
Der rasende Quasar wurde mit dem Weltraumteleskop „Hubble“ endteckt

Als „Quasare“ bezeichnen Forscher Schwarzen Löcher, die von einer Scheibe leuchtender Materie umgeben sind. Die Schwarzen Löcher selbst lassen sich nicht beobachten, aber die Quasare strahlen meist heller als eine ganze Galaxie. „Schwarze Löcher hausen im Zentrum von Galaxien, daher ist es ungewöhnlich, einen Quasar nicht im Zentrum zu beobachten“, erläutert Chiaberge.

Energie von 100 Millionen Supernovae

Die Forscher errechneten, dass dieser Quasar sich mit seinem supermassiven Schwarzen Loch rund 35.000 Lichtjahre vom Zentrum seiner Galaxie entfernt hat. Das ist weiter als die Distanz der Sonne zum Zentrum unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße. Die Geschwindigkeit des Quasars mit der Katalognummer „3C 186“ legt nahe, dass er seine Galaxie in etwa 20 Millionen Jahren verlassen und dann durchs Weltall vagabundieren wird.

Video der Forscher

Um einem derart massereichen Schwarzen Loch diese Geschwindigkeit zu verleihen, ist die Energie von 100 Millionen Supernovae nötig, wie die Astronomen erläutern. Die Wissenschaftler haben das ungewöhnliche System mit zahlreichen Teleskopen untersucht. "Als wir die Beobachtungen von „Hubble“, dem „Chandra"-Röntgenobservatorium und dem Sloan Digital Sky Survey kombiniert haben, deutete alles auf dasselbe Szenario hin“, berichtet Chiaberge.

Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher

Die Forscher gehen davon aus, dass die Heimatgalaxie des ungewöhnlichen Schwarzen Lochs tatsächlich mit einer Nachbargalaxie verschmolzen ist. Dabei sind auch ihre beiden supermassereichen Schwarzen Löcher im Zentrum verschmolzen. Das geschieht jedoch nicht auf einen Schlag. Stattdessen umkreisen sich die Schwarzen Löcher immer enger und schneller und strahlen dabei spiralförmige Gravitationswellen ab - ähnlich wie ein rotierender Rasensprenger Wasser verteilt. „Gravitationswellen sind an sich winzig kleine Krümmungen der Raumzeit. Aber um diese Wellen überhaupt herzustellen, sind extreme Energien notwendig“, erläutert Frank Ohme vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover gegenüber science.ORF.at.

Gigantischer Rückstoß

Wenn die beiden Schwarzen Löcher nicht dieselbe Masse und dieselbe Eigenrotationsrate besitzen, können die Gravitationswellen in eine Richtung stärker gebündelt sein. Sobald die Schwarzen Löcher schließlich verschmelzen, stoppen sie die Produktion von Gravitationswellen. Der Rückstoß schleudert das verschmolzene Schwarze Loch dann in die gegenüberliegende Richtung der zuvor gebündelten Gravitationswellen.

Genau das ist nach Annahme der Astronomen mit dem gigantischen Schwarzen Loch im Herzen von „3C 186“ passiert. Die einzig andere Erklärung sei, dass sich der Quasar in Wahrheit irgendwo weit hinter der beobachteten Galaxie in einer anderen Galaxie befinde. Von so einer Hintergrundgalaxie sei in den Beobachtungen in zahlreichen Wellenlängenbereichen bislang keine Spur zu finden.

science.ORF.at/dpa

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