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Zwei schwarze Löcher auf Kollisionskurs

Mit Hilfe von Daten des "Chandra"-Röntgenteleskops konnte ein internationales Wissenschaftler-Team in der rund 400 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC-6240 zwei massive schwarze Löcher nachweisen, die in mehreren hundert Millionen Jahren kollidieren werden. Das Verschmelzen der beiden wird, so vermuten die Wissenschaftler, enorme Gravitationswellen freisetzen.

Spiral-Galaxie

Die Entdeckung geht auf Daten des "Chandra"-Röntgenteleskops der US-Weltraumbehörde NASA zurück. Es ist das erste Mal, dass gleich zwei schwarze Löcher in einer Galaxie gefunden wurden. An der Entdeckung waren auch deutsche Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut maßgeblich beteiligt.

Die außerordentlich helle Galaxie NGC-6240, etwa 400 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt, bietet ein Musterbeispiel für die Kollision zweier Galaxien, die miteinander verschmelzen. Dies entfacht ein regelrechtes "Feuerwerk" der Sternentstehung. Demnach hat jedes der schwarzen Löcher in der wie ein Schmetterling geformten Galaxie NGC -240 - etwa 400 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt - eine Masse von mindestens einer Million Sonnen. In mehreren hundert Millionen Jahren werden sie den Wissenschaftlern zufolge zu einem einzigen, riesigen schwarzen Loch verschmelzen.

Früher schon war aufgefallen, dass NGC-6240 hochenergetische Röntgenstrahlung produziert. Im Radiobereich, im Infrarotlicht sowie im optischen Fenster des Spektrums hatten Astronomen innerhalb dieses Sternsystems zwei helle Kerne aufgespürt, deren Natur jedoch rätselhaft blieb. "Mit Chandra hofften wir herauszufinden, welcher der beiden Kerne - wenn überhaupt - ein Schwarzes Loch enthält", sagte Stefanie Komossa vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und Erstautorin der Publikation, die demnächst in den "Astrophysical Journal Letters" erscheint. Der NASA-Satellit "Chandra" hatte NGC-6240 insgesamt 10,3 Stunden mit dem "Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS)" überwacht.

"Zu unserer Überraschung stellten wir fest, dass beide Kerne aktive Schwarze Löcher beherbergen", sagt Komossa. Die Entdeckung eines Paares Schwarzer Löcher bestätigt theoretische Modelle, nach denen solche Objekte in den Zentren von Galaxien durch Verschmelzung dramatisch anwachsen können. "Dies ist wichtig für unser Verständnis der Galaxiengeburt und -entwicklung", meinte Komossa.

Die beiden schwarzen Löcher in NGC-6240 sind derzeit noch etwa 3000 Lichtjahre voneinander entfernt. Im Laufe vieler hundert Millionen Jahre werden sie sich, auf Spiralbahnen umeinander laufend, immer näher kommen und schließlich zu einem noch größeren Loch verschmelzen. Dieser Prozess endet dann mit einem gewaltigen Ausbruch von Gravitationswellen, die sich durch das gesamte Universum ausbreiten und dabei die Raumzeit kräuseln. Das bewirkt winzige Verzerrungen der Abstände im Raum.

Die Verschmelzung zweier supermassereicher schwarzer Löcher wie in NGC-6240 sollte die stärksten messbaren Gravitationswellen-Signale im All erzeugen. Der gemeinsam von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA und der amerikanischen Nasa geplante, im Weltraum stationierte Detektor LISA ("Laser Interferometer Space Antenna") wird ab jetzt nach solchen Ereignissen suchen, die sich vermutlich mehrere Male pro Jahr im Universum abspielen. Zum ersten Mal haben wurde ein doppeltes schwarzes Loch "in flagranti" entdeckt, das uns die Vorahnung eines gigantischen Ausbruchs von Gravitationswellen vermittelt.

Die Anziehungskraft von schwarzen Löchern ist so groß, dass ihnen nicht einmal Licht entkommen kann. Sie selbst können daher nicht gesehen werden, sie werden vielmehr an dem Materiestrom erkannt, den sie aus ihrer Umgebung ansaugen. Es wird vermutet, dass die meisten Galaxien in ihrer Mitte ein schwarzes Loch haben. Durch "Chandra" wurde erstmals gezeigt, dass zwei Löcher in einer Galaxie existieren können.