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NUKLEOSYNTHESE: Wie Schwarze Löcher Gold schmieden

Neue Computersimulationen zeigen, was wirklich in der unmittelbaren Nähe von Schwarzen Löchern vor sich geht. Dort herrschen hervorragende Bedingungen, um schwere chemische Elemente wie Gold und Platin herzustellen.
Katastrophe

Wenngleich Schwarze Löcher wohl zu den exotischsten Objekten gehören, so sind sie doch im Universum allgegenwärtig. Eine Vielzahl verschiedenster Beobachtungen bestätigt ihre Existenz und ihre Bedeutung für unterschiedliche astrophysikalische Prozesse: Angefangen bei der Strukturbildung im Universum und ihrem Einfluss auf Galaxien, spielen Schwarze Löcher eine Rolle als Energiequelle für Aktive Galaktische Kerne (englisch: active galactic nuclei, AGN): als Quellen von Gravitationswellen und als Partner in Röntgendoppelsternen, außerdem sind sie höchst- wahrscheinlich verantwortlich für Gammastrahlenausbrüche. Eine neue Studie beleuchtet die herausragende Bedeutung dieser Objekte für die Entstehung schwerer Elemente – von Eisen (Ordnungszahl 26) bis Uran (Ordnungszahl 92).

Die gerade genannten Prozesse und Erscheinungen von Schwarzen Löchern gehören zu den energiereichsten Ereignissen im Weltall. Je nach Phänomen sind hierbei Schwarze Löcher mit nur wenigen Sonnenmassen bis zu wahren Massemonstern mit vielen Milliarden Sonnenmassen involviert. Auf Grund ihrer ungeheuren Leuchtkraft können diese Quellen noch bei sehr großen, kosmologischen Entfernungen beobachtet werden. Es ist paradox: Die dunkelsten Objekte im Universum bewirken die leuchtkräftigsten Vorgänge. Natürlich sind es nicht die Schwarzen Löcher selbst, die Strahlung abgeben, denn nicht einmal Licht kann ihrer extremen Gravitationswirkung entkommen. Vielmehr ist Materie in der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Loches äußerst extremen Bedingungen ausgesetzt, heizt sich sehr stark auf oder wird mit extrem hohen Geschwindigkeiten ins Weltall ausgestoßen – unter anderem als Jet. Ursächlich für die meisten dieser Phänomene ist, dass beim Einfall von Materie in ein Schwarzes Loch – bei der Akkretion – potenzielle Energie (Lageenergie) in andere Energieformen verwandelt wird, nämlich in kinetische Energie (Bewegungsenergie), Wärme, Magnetfelder und schließlich elektromagnetische Strahlung, die man beobachten kann.

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