Direkt zum Inhalt

Astronomie: Komplizierter Tanz zweier Schwarzer Löcher entschlüsselt

Wenn ein Schwarzes Loch um ein anderes kreist, entstehen in unregelmäßigen Abständen helle Lichtblitze. Forschern ist es nun gelungen, deren Timing noch besser zu verstehen.
Illustration der beiden massereichen Schwarzen Löcher in der Galaxie OJ 287Laden...

Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, besonders präzise das Timing eines Tanzes vorherzusagen, den zwei Schwarze Löcher umeinander vollführen. Das berichtet ein Team um Lankeswar Dey vom Tata Institute of Fundamental Research in Mumbai, Indien, nun im Fachmagazin »Astrophysical Journal Letters«.

Die Untersuchung der Forscher, die unter anderem auch neue Hinweise auf die physikalischen Eigenschaften Schwarzer Löcher liefert, befasst sich mit zwei gigantischen Schwarzen Löchern in der weit entfernten Galaxie OJ 287. Das größere der beiden hat etwa 18 Milliarden Mal die Masse der Sonne, das kleinere bringt es immerhin noch auf 150 Millionen Sonnenmassen. Das kleinere Schwarze Loch umkreist das größere und bricht zweimal innerhalb von zwölf Jahren durch die enorme Scheibe aus Gas und Staub, die das größere Loch umgibt. Dabei entsteht ein extrem heller Lichtblitz, neben dem sogar die Leuchtkraft der gesamten Galaxie verblasst.

Die Umlaufbahn des kleineren Schwarzen Lochs ist allerdings unregelmäßig: Bei jeder Umrundung wird sie – unter anderem durch das enorme Gravitationsfeld seines größeren Partners – geneigt und verändert, so dass sie einer Rosette ähnelt. Entsprechend passiert es die Gasscheibe in extrem unregelmäßigen Abständen innerhalb des Zwölf-Jahres-Zyklus: Manchmal liegt lediglich ein Jahr zwischen den Blitzen, manchmal vergehen sogar zehn.

© YouTube / NASA Jet Propulsion Laboratory
Tanz zweier Schwarzer Löcher in der Galaxie OJ 287

Trotz all dieser Schwankungen ist es der Gruppe um Dey nun gelungen, den Zeitpunkt eines Lichtblitzes, der die Erde am 31. Juli 2019 erreichte, mit einer Abweichung von gerade einmal vier Stunden vorherzusagen. Möglich machten das Daten, die am Gravitationswellendetektor LIGO gesammelt worden waren, sowie spezielle Vorannahmen, welche die Forscher im Hinblick auf die physikalische Beschaffenheit von Schwarzen Löchern trafen. Eine zentrale Rolle spielte dabei eine Hypothese, die besagt, dass die »Oberfläche« von Schwarzen Löchern glatt ist: Würde man sie in der Mitte entlang ihrer Rotationsachse durchschneiden, erhielte man letztlich zwei symmetrische Hälften.

Der Umstand, dass die Beobachtungsdaten das Modell der Arbeitsgruppe bestätigten, bekräftigt auch dieses so genannte »No-hair-Theorem«. Um ihre Berechnungen zu verifizieren, waren die Wissenschaftler dabei auf die Daten des Spitzer-Weltraumteleskops angewiesen, das die NASA im Januar 2020 in den Ruhestand geschickt hat. Da sich die Sonne im Sommer 2019 zwischen OJ 287 und der Erde befand, konnte lediglich das mehr als 250 Millionen Kilometer von unserem Heimatplaneten entfernte Teleskop einen Blick auf den Blitz erhaschen. Bislang konnten Forscher solche Ereignisse nur in einem Zeitfenster von mehreren Tagen vorhersagen.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

Partnerinhalte