Wird ein „wanderndes schwarzes Loch“ die Erde treffen?

Vor kurzem wurde vom Hubble-Weltraumteleskop ein „wanderndes“ supermassives Schwarzes Loch erfasst. Nach der Analyse mehrerer möglicher Szenarien sind die Forscher zu dem Schluss gekommen, dass die passendste Erklärung ein großes Schwarzes Loch sein dürfte, das sich rasch von seiner Galaxie entfernt.

„Im Gegensatz zu früheren Entdeckungen ‚wandernder Schwarzer Löcher‘ mit Sternmasse dürfte dies der erste Beobachtungsbeweis für ein supermassereiches ‚wanderndes Schwarzes Loch‘ sein, das aus dem Zentrum einer Galaxie ausgestoßen wird.“ Gou Lijun, ein Forscher am National Astronomical Observatory, sagte gegenüber Science Times.

Im Zentrum fast jeder Galaxie befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Als Himmelskörper in Einsteins Relativitätstheorie sind Schwarze Löcher bekanntermaßen schwer fassbar. Noch einsamere Existenzen sind „wandernde schwarze Löcher“. Wissenschaftler haben immer geglaubt, dass im interstellaren Raum viele Schwarze Löcher „umherwandern“, haben dafür jedoch nie eindeutige Beweise gefunden.

Warum wandern schwarze Löcher?

Im Universum gibt es Schwarze Löcher mit Sternmasse und supermassive Schwarze Löcher. Erstere haben im Allgemeinen eine Masse, die drei- bis hundertmal so groß ist wie die der Sonne, während letztere im Allgemeinen eine Masse von mehr als einer Million Sonnenmassen haben und sich im Zentrum der Galaxie befinden.

Schwarze Löcher mit Sternmasse entstehen hauptsächlich, wenn massereiche Sterne am Ende ihrer Kernverbrennung kollabieren, da ihnen keine Kraft mehr zur Verfügung steht, die der Schwerkraft widerstehen kann. Der Entstehungsmechanismus supermassereicher Schwarzer Löcher ist komplizierter und wird allgemein angenommen, dass sie durch das allmähliche Wachstum anderer Schwarzer Löcher mittlerer Masse durch Verschmelzungen, Akkretion und andere Prozesse entstehen. Xie Fuguo, ein Forscher am Shanghai Astronomical Observatory, sagte Reportern.

Auf die Frage, warum Schwarze Löcher „wandern“, erklärte Xie Fuguo, dass die Gravitationswellenstrahlung, die durch die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher entsteht, dazu führen kann, dass das verschmolzene Schwarze Loch eine höhere Geschwindigkeit erreicht. Oder dass bei der Interaktion dreier Schwarzer Löcher eines der Schwarzen Löcher ebenfalls eine höhere Geschwindigkeit erreichen kann. Erst wenn die Geschwindigkeit mindestens mehrere hundert Kilometer pro Sekunde erreicht, kann sich das Schwarze Loch wirklich von der Anziehungskraft der Galaxie lösen und seine Reise als „wanderndes Schwarzes Loch“ beginnen. „Der Ort des ‚Wanderns‘ hängt davon ab, wie schnell und wie lange es läuft“, erklärte Xie Fuguo weiter.

Dies deckt sich mit der Ansicht von Gou Lijun. „Supermassereiche Schwarze Löcher können auf verschiedene Weise aus dem Zentrum einer Galaxie entkommen, doch der erste Schritt ist immer eine Galaxienverschmelzung, die zur Bildung eines Doppelsternsystems im Zentrum des Verschmelzungsrests führt.“ Gou Lijun sagte, das Besondere an dem diesmal entdeckten supermassiven Schwarzen Loch sei, dass es ursprünglich möglicherweise ein „Begleiter“-Schwarzes Loch mit vergleichbarer Masse gehabt habe, das zu einem Doppelsternsystem Schwarzer Löcher gehörte. Das dritte Schwarze Loch erreichte das Zentrum der Galaxie, bevor die beiden schwarzen Löcher verschmolzen. Unter der Einwirkung der drei Körper wurde eines der Schwarzen Löcher mit der kleinsten Masse mit sehr hoher Geschwindigkeit herausgeschleudert und begann sein „Wanderleben“.

Wie man die Identität eines „wandernden Schwarzen Lochs“ bestimmt

Wie können wir im riesigen Universum ein vollkommen schwarzes Objekt entdecken?

„Bei supermassereichen Schwarzen Löchern können Forscher anhand des leuchtenden Gases, das es umgibt, auf die Masse des zentralen Schwarzen Lochs schließen.“ Gou Lijun sagte, der Grund für die Spekulation, dass sich im Zentrum des Gases ein schwarzes Loch befinde, liege in der ausreichenden Dichte des Gases.

Die Studie ergab, dass der „Schwanz“ dieses supermassiven Schwarzen Lochs ein von Sternen gebildetes Lichtband ist, also eine Anordnung von Sternenketten. Da Schwarze Löcher über extrem starke Gravitationskräfte verfügen, können sie dazu führen, dass sich Materie in ihrer Nähe in ihrer Richtung sammelt. Die Gravitationskräfte supermassereicher Schwarzer Löcher können dazu führen, dass sich einige Nebel schnell verdichten, was die Entstehung von Sternen beschleunigt. Gleichzeitig wird geschätzt, dass sich das Schwarze Loch mit einer Geschwindigkeit von etwa 1.600 Kilometern pro Sekunde bewegt.

Daher gehen die Forscher davon aus, dass es sich hierbei um den Auswurf handeln müsste, der durch die Verschmelzung Schwarzer Löcher verursacht wurde. Sollte sich diese Annahme bestätigen, wäre dies das erste Mal, dass Menschen eindeutig bestätigt hätten, dass supermassereiche Schwarze Löcher aus dem Zentrum einer Galaxie entweichen können.

Dies unterscheidet sich von der Art und Weise, wie „wandernde Schwarze Löcher“ von Sternen in der Milchstraße entdeckt wurden. Gou Lijun führte aus, dass wir, obwohl wir noch nie ein Schwarzes Loch gesehen haben, seine Gravitationsanziehung auf weit entfernte Himmelskörper beobachten können, was als Gravitationslinse bezeichnet wird.

Einsteins allgemeine Relativitätstheorie geht davon aus, dass massereiche Objekte eine Krümmung der Raumzeit verursachen und das Licht in ihrer Nähe in einem als Gravitationslinseneffekt bekannten Prozess ablenken. Der britische Astronom Eddington bewies die Existenz dieses Phänomens in einem Experiment zur Beobachtung einer totalen Sonnenfinsternis.

„Der Gravitationslinseneffekt ist eine Methode, um isolierte Schwarze Löcher zu finden.“ Xie Fuguo sagte, dass ein Schwarzes Loch die Raumzeit um sich herum verändern und so eine Krümmung und Verstärkung des sich ausbreitenden Lichts verursachen würde. Bewegt sich ein entfernter Himmelskörper und befindet sich in der Sichtlinie zwischen ihm und der Erde ein Schwarzes Loch, tritt ein Gravitationslinseneffekt auf.

Es gibt kein supermassives "wanderndes Schwarzes Loch" im Sonnensystem

„Wir haben herausgefunden, dass das der Erde am nächsten gelegene Schwarze Loch etwa 3.000 Lichtjahre entfernt ist, sodass die Auswirkungen des Schwarzen Lochs auf die Erde nahezu nicht vorhanden sind.“ Gou Lijun sagte, dass das diesmal entdeckte supermassive Schwarze Loch in der Zwerggalaxie RCP28 etwa 7,5 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt vorkommt.

Nach Meinung von Xie Fuguo gibt es definitiv kein „wanderndes“ supermassives Schwarzes Loch wie das, das dieses Mal in der Milchstraße (zumindest im Sonnensystem) entdeckt wurde. In der Milchstraße gibt es eine große Anzahl Schwarzer Löcher mit Sternmasse. Obwohl die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, ist es möglich, dass diese Schwarzen Löcher mit Sternmasse das Sonnensystem besuchen.

„Die Menschheit begrüßt es sicherlich nicht, wenn ein ‚wandernde schwarze Loch‘ das Sonnensystem besucht, da dies die Gravitationsfeldstruktur des Sonnensystems ernsthaft beeinträchtigen und die Bewegungsbahnen aller Himmelskörper im Sonnensystem chaotisch machen würde.“ Xie Fuguo spekulierte, dass dies auch dazu führen könnte, dass die Erdumlaufbahn elliptisch wird, so dass ein Jahr weit mehr als 365 Tage dauern wird. Gleichzeitig werden sich die Positionen des Äquators sowie des Nord- und Südpols weltbewegend verändern.