Schwarze Löcher sind die massereichsten Objekte im Universum. Sie sind so schwer, dass sie den Raum krümmen und selbst Licht verschlucken. Sie können Sterne fressen und unser Verhältnis von Zeit und Raum durcheinanderbringen. Alles, was in ihren Wirkungkreis gerät, verschwindet auf ewig im Nichts. Sie sind zu unglaublich, um wirklich zu existieren, und doch gibt es Beweise dafür. Schwarze Löcher: 8 Gründe dafür, dass es sie gibt Schwarze Löcher klingen wie Science Fiction und beeindrucken nicht nur Astrophysiker. Trotzdem gibt es Beweise dafür, dass sie wirklich existieren.
#1 Einsteins Relativitätstheorie
Bereits 1916 vermutete der Physiker und Astronom Karl Schwarzschild, dass Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie eine ganze besondere Konsequenz zulässt. Demnach könne sich in einer Region des Universums, die eine extreme Dichte aufweist, der Raum so sehr krümmen, dass diesem Gravitations-Schlund nicht einmal das Licht entkommt.
Die Konsequenz ist ein schwarzes Loch, ein theoretisch nicht einsehbarer Ort in den Weiten des Alls. Über die vergangenen 100 Jahre haben Wissenschaftler:innen immer mehr Beweise gefunden, die Schwarzschilds These vom Schwarzen Loch untermauern. Acht Beweise bringen uns dem dunklen Mysterium dabei immer näher.
#2 Gammastrahlen aus dem Inneren eines Schwarzen Loches
Der indische Astrophysiker Subramanian Chandrasekhar stellte sich mit Blick auf die allgemeine Relativitätstheorie die Frage, was mit einem supermassereichen Stern passieren würde, wenn dieser seinen gesamten Brennstoff aufgebracht hat. Was würde also mit einem Stern passieren, der zum Beispiel die vierzigfache Masse unserer Sonne aufweist, dessen Kern vielleicht viermal so viel Masse hat wie unser Heimatstern?
Hat ein solcher Stern seinen Brennstoff verbraucht, kollabiert der Kern innerhalb von Sekunden und ein Schwarzes Loch entsteht. Gleichzeitig entweicht eine unvorstellbar große Menge an Energie in Form von Gammastrahlen. Solche Ausbrüche erzeugen in einer Sekunde mehr Energie, als der kollabierte Stern in seiner gesamten Lebenszeit erzeugt. Mit Teleskopen können solche stelaren Eruptionen von der Erde aus beobachtet werden.
#3 Gravitationswellen durch ein Paar Schwarzer Löcher
In manchen Fällen existiert nicht nur ein Schwarzes Loch, sondern es tritt gemeinsam mit einem Zweiten auf. Treffen zwei dieser kosmischen Monster aufeinander, zerren sie quasi am Raum-Zeit-Gefüge. In Folge dieses Zusammentreffens entstehen Gravitationswellen, also Berge und Täler aus gestauchter und gedehnter Raumzeit.
Mit Observatorien wie dem Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (kurz LIGO) können selbst minimalster Schwankungen der Raum-Zeit dedektiert werden. Wissenschaftler:innen gelang es erstmals 2016, solche Wellen eindeutig auf den Ursprung zweier Schwarzer Löcher zurückzuführen.
#4 Die unsicherbare Kraft
Die Entdeckung von HR 6819 machte Astronomen 2020 ratlos. Das Doppelsternsystem verhielt sich völlig anders, als man es von solchen Konstellationen gewohnt war. In der Regel besteht ein Doppelsternsystem aus zwei Sternen, die umeinander kreisen. Doch HR 6819 verhielt sich vollkommen anders. Die Sterne kreisen nicht umeinander sondern um einen gemeinsamen Punkt. Den konnte man aber nicht sehen.
Kein anderes Objekt im Universum besitzt die Fähigkeit zwei Sterne auf eine gemeinsame Umlaufbahn zu zwingen, sofern es sich nicht um einen massereicheren dritten Stern handelt. Die unsicherbare Dritte Kraft musste also ein Schwarzes Loch sein.
#5 Röntgenstrahlung
Den ersten realen Beweis für die Existenz von Schwarzen Löchern fanden Astronomen 1971. Auch in diesem Fall weckte ein Doppelsternsystem die Neugier der Wissenschaftler:innen. Dieses als Cygnus X-1 benannte Sternensystem erzeugte die hellsten je im Universum gesehenen Röntgenstrahlen. Grund für dies Anomalie war ein Schwarzes Loch.
Hierbei saugte das Schwarze Loch die Masse eines Sternes auf. Wie die NASA erklärt, sei dieser Stern 33 mal so massereich wie unsere Sonne. Doch weder von dem Schwarzen Loch noch von dem Stern gingen diese enormen Strahlenwerte aus. Ursache hierfür war die sogenannte Akkretionsscheibe, also jene Scheibe, die sich um ein Schwarzes Loch bildet, sobald sie die Materie eines anderes Himmelskörpers aufsaugt.
#6 Supermassereiche Schwarze Löcher
Es soll sie da draußen geben, die unsichtbaren Ungeheuer des Universums, die teils die Millionen- oder gar Milliardenfache Masse unserer Sonne haben. Astronomen und Astronominnen nennen sie supermassereiche Schwarze Löcher und eines davon soll dafür verantwortlich sein, dass sich unsere Galaxie um einen Fixpunkt dreht. Solche Galaxien werden auch also „aktive Galaxien“ bezeichnet.
Glaubt man den Berichten der Weltraumbehörde NASA, werden diese zentralen Schwarzen Löcher von einer gigantischen Akkretionsscheibe umschlossen, die intensive Lichtstrahlen in allen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums freisetzt.
Ein weiterer Beweis für ein solch supermassereiches Schwarzes Loch findet sich in der Beobachtung der Sterne im Zentrum unserer Galaxie. Diese wirbeln teils mit der 8 prozentigen Lichtgeschwindigkeit (immerhin 24.000 km/h) umeinander. Auslöser für diese enormen Geschwindigkeiten vermuten Astronomen in der Existenz eines ebensolchen supermassereichen Schwarzen Loche im Zentrum unserer Milchstraße.
#7 Spaghettifizierung
Zugegeben: Das Wort Spaghettifizierung klingt belustigend, beschreibt jedoch auch das Schicksal jener Objekte, die einem Schwarzen Loch zu nahe kommen. Würdest du in ein Schwarzes Loch fallen, wäre das kein „normaler“ Fall. Aufgrund der extremen Gravitation würde dein Körper erst in die Länge gezogen werden, bevor es dich endgültig zerreißt.
Dieses Phänomen kann tatsächlich im Weltraum beobachtet werden: Kommen Sterne einen Schwarzen Loch zu nahe, werden sie wie durch einen kosmischen Strohhalm von ihm aufgesogen. Dabei verformt sich der Stern.
#8 Der Fotobeweis
Nachdem Wissenschaftler:innen über einhundert Jahre lang die Existenz Schwarzer Löcher über Umwege bewiesen hatten, gelang im April 2019 der finale Schnappschuss des berühmt-berüchtigten Himmelskörpers. Das festgehaltene supermassereiche Schwarze Loch befindet sich im Zentrum der Galaxie Messier 87.
Kein Teleskop der Welt war dazu in der Lage dieses Foto allein zu knippsen. Um überhaupt die Datenmenge zu meistern, haben gleich mehrere Observatorien weltweit ihre Teleskope zusammengeschalten. Das Schwarze Loch, das die Astronomen ablichteten, besitzt die 6,5 Milliardenfache Masse unserer Sonne.
Quellen: Livescience, Space.com, NASA, eigene Recherche