Schwarze Löcher: Neue Objektklasse: "Hyperkompakte Sternsysteme"
© 2009 Space Telescope Science Institute (Ausschnitt)
Eine theoretische Studie am Rochester Institute of Technology in New York könnte Astronomen weltweit bald nach einem neuen Typ von Sternhaufen suchen lassen.
"Hyperkompakte Sternsysteme", wie David Merritt die von ihm und zwei weiteren Astrophysikern vorhergesagten Objekte nennt, sind Schwarze Löcher mit Millionen von Sonnenmassen, die bei der Kollision zweier Galaxien aus deren Zentrum herausgeschleudert wurden. Dabei reißen sie einen Großteil der Sterne aus dem Zentralgebiet der Elterngalaxie mit.
Was geschieht, wenn zwei extrem massereiche Schwarze Löcher aufeinander treffen und verschmelzen, lässt sich erst seit wenigen Jahren theoretisch beschreiben und berechnen. Bei dem Geschehen treten enorme Raumverzerrungen auf, die zu völlig unerwarteten Effekten führen. Tatsächlich existiert auch ein Szenario, bei dem gebündelte Gravitationswellen dem verschmelzenden Schwarzen Loch eine Art Rückstoßantrieb verleihen und es mit bis zu 4000 Kilometern pro Sekunde aus der Galaxie herausschießen. Einen möglichen Kandidaten hierfür fanden Forscher Anfang 2008.
David Merritt und seine Kollegen berechneten nun genauer, wie viel Materie das entfliehende Schwarze Loch mit aus der Galaxie reißt. Die Wolke aus Sternen und Gas, die das vagabundierende Schwarze Loch begleitet, hat demnach einen Durchmesser von rund 60 Lichtjahren. Damit ähnelt sie in Größe und Helligkeit einem Kugelsternhaufen. Die Gesamtmasse der Formation entspricht dabei jedoch der einer Zwerggalaxie.
Nach Merritts Berechnungen kennen Astronomen vielleicht sogar schon zahlreiche Hyperkompakte Sternsysteme, ordnen sie jedoch fälschlicherweise als Kugelsternhaufen ein. In der Frühphase der Entstehung von Galaxien kam es nach gängigen Theorien zu zahlreichen Kollisionen, bei denen wahrscheinlich auch Schwarze Löcher kollidierten. In einem Umkreis von sechs Millionen Lichtjahren um den Virgohaufen, zu dem die Milchstraße gehört, könnten über einhundert Sternhaufen des neuen Typs zu finden sein, so Merritt.
Von Zeit zu Zeit würde sich allerdings das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum dieser Objekte zu erkennen geben, wenn ihm einer seiner Begleitsterne zu nahe käme. Beim Einsturz in das Loch leuchtet die Materie des Sterns kurzfristig millionen mal heller als unsere Sonne. Auch die hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne sollten ein Hyperkompaktes Sternsystem verraten.
Nach Merrits Berechnungen ist es sogar möglich, aus der heutigen Bewegung der Begleitsterne auf die Vorgänge während der Beschleunigung des Systems zurück zu schließen, da diese eine Art Fingerabdruck des Gravitationsantriebs speichern. Sollten Astronomen tatsächlich auf ausgeworfene Schwarze Löcher stoßen, so wäre dies ein bedeutender Schritt zu einem besseren Verständnis der Galaxienentstehung und ein neuer Test für Gravitationstheorien unter extremen Bedingungen.
Ralf Strobel
"Hyperkompakte Sternsysteme", wie David Merritt die von ihm und zwei weiteren Astrophysikern vorhergesagten Objekte nennt, sind Schwarze Löcher mit Millionen von Sonnenmassen, die bei der Kollision zweier Galaxien aus deren Zentrum herausgeschleudert wurden. Dabei reißen sie einen Großteil der Sterne aus dem Zentralgebiet der Elterngalaxie mit.
Was geschieht, wenn zwei extrem massereiche Schwarze Löcher aufeinander treffen und verschmelzen, lässt sich erst seit wenigen Jahren theoretisch beschreiben und berechnen. Bei dem Geschehen treten enorme Raumverzerrungen auf, die zu völlig unerwarteten Effekten führen. Tatsächlich existiert auch ein Szenario, bei dem gebündelte Gravitationswellen dem verschmelzenden Schwarzen Loch eine Art Rückstoßantrieb verleihen und es mit bis zu 4000 Kilometern pro Sekunde aus der Galaxie herausschießen. Einen möglichen Kandidaten hierfür fanden Forscher Anfang 2008.
David Merritt und seine Kollegen berechneten nun genauer, wie viel Materie das entfliehende Schwarze Loch mit aus der Galaxie reißt. Die Wolke aus Sternen und Gas, die das vagabundierende Schwarze Loch begleitet, hat demnach einen Durchmesser von rund 60 Lichtjahren. Damit ähnelt sie in Größe und Helligkeit einem Kugelsternhaufen. Die Gesamtmasse der Formation entspricht dabei jedoch der einer Zwerggalaxie.
Nach Merritts Berechnungen kennen Astronomen vielleicht sogar schon zahlreiche Hyperkompakte Sternsysteme, ordnen sie jedoch fälschlicherweise als Kugelsternhaufen ein. In der Frühphase der Entstehung von Galaxien kam es nach gängigen Theorien zu zahlreichen Kollisionen, bei denen wahrscheinlich auch Schwarze Löcher kollidierten. In einem Umkreis von sechs Millionen Lichtjahren um den Virgohaufen, zu dem die Milchstraße gehört, könnten über einhundert Sternhaufen des neuen Typs zu finden sein, so Merritt.
Von Zeit zu Zeit würde sich allerdings das extrem massereiche Schwarze Loch im Zentrum dieser Objekte zu erkennen geben, wenn ihm einer seiner Begleitsterne zu nahe käme. Beim Einsturz in das Loch leuchtet die Materie des Sterns kurzfristig millionen mal heller als unsere Sonne. Auch die hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne sollten ein Hyperkompaktes Sternsystem verraten.
Nach Merrits Berechnungen ist es sogar möglich, aus der heutigen Bewegung der Begleitsterne auf die Vorgänge während der Beschleunigung des Systems zurück zu schließen, da diese eine Art Fingerabdruck des Gravitationsantriebs speichern. Sollten Astronomen tatsächlich auf ausgeworfene Schwarze Löcher stoßen, so wäre dies ein bedeutender Schritt zu einem besseren Verständnis der Galaxienentstehung und ein neuer Test für Gravitationstheorien unter extremen Bedingungen.
Ralf Strobel
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