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Röntgenastronomie: Schwarzes Loch mittlerer Masse in entfernter Galaxie entdeckt

© Heidi Sagerud / University of Leicester
Ein internationales Team von Astronomen hat erstmals deutliche Hinweise auf ein Schwarzes Loch gefunden, das mit einer Masse von 500 Sonnen im lange gesuchten Mittelfeld unter den Gravitationsmonstern liegt.

Bisher teilen sich die bekannten Schwarze Löcher in zwei grundsätzlich verschiedene Klassen auf: Die einen haben maximal die 20-fache Masse der Sonne. Sie entstehen, wenn Sterne mit mehr als acht Sonnenmassen nach Verbrauch ihres Brennstoffs unter ihrem eigenen Gewicht kollabieren. Die zweite Art sitzt im Zentrum von Galaxien und wiegt mehrere Millionen bis Milliarden mal so viel wie unsere Sonne. Über ihren Ursprung gibt es bisher nur Theorien.

Wissenschaftler vermuten zwar schon länger, dass es auch mittelschwere Schwarze Löcher gibt und haben Kandidaten dafür ausgemacht, doch sie eindeutig zu identifizieren fällt schwer. Das Team um Sean Farrell von der Universität Toulouse präsentiert nun das bisher überzeugendste Exemplar. Die Forscher entdeckten mit dem Röntgensatelliten XMM-Newton der europäischen Raumfahrtagentur ESA eine intensive Röntgenquelle, wie sie charakteristisch für Schwarze Löcher ist, und gaben ihr die Bezeichnung HLX-1. Das Objekt befindet sich in der Galaxie ESO 243-49, etwa 290 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Ausgesandt wird das Röntgenlicht von Materie, die kurz vor dem Einsturz ins Schwarze Loch extrem komprimiert wird und sich dabei aufheizt. Die Intensität der Strahlungsquelle ist ungefähr 260 Millionen mal so hoch wie die Leuchtkraft der Sonne im gesamten Spektralbereich. Das spricht dafür, dass das Schwarze Loch mindestens 500 Sonnenmassen haben muss. Andererseits liegt es am Rand der zugehörigen Galaxie. Hätte es mehr als eine Million Sonnenmassen, müsste es sich längst mit dem extrem massereichen Loch im galaktischen Zentrum vereinigt haben. Gleichzeitig variiert die Strahlung stark in ihrer Intensität. Würde es sich bei der Quelle um einen entfernten Quasar oder eine Gruppe von hellen Objekten handeln, so müsste das Signal wesentlich konstanter sein.

"Die Entdeckung von HLX-1 ist ein bedeutender Schritt zu einem besseren Verständnis der Entstehung von extrem massereichen Schwarzen Löchern", erklärt Farrell. Mittelschwere Exemplare könnten nach gängigen Theorien ein Zwischenstadium in der Entstehungszeit einer Galaxie darstellen. Später würden sie zu einem einzigen, riesigen Schwarzen Loch verschmelzen.

Andreas Baumann, Ralf Strobel

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