Mittelschweres Schwarzes Loch entdeckt

Es war ein lange gehegter Verdacht: Im Zentrum des Kugelsternhaufens Omega Centauri befindet sich ein Schwarzes Loch mittlerer Masse. Hierfür legte ein Forschungsteam den bislang besten Beweis vor: In Archivdaten des Weltraumteleskops Hubble spürte es in der Mitte des Kugelsternhaufens Omega Centauri sieben Sterne auf, die sich extrem schnell bewegen. Nur die Anziehung eines Schwarzen Lochs könne die Bewegung der Sterne erklären, so die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Nature“.

Bislang ließen sich lediglich zwei Arten Schwarzer Löcher nachweisen: stellare Schwarze Löcher mit bis zu 150 Sonnenmassen und supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse der Sonne. Daneben sollte es aber auch Schwarze Löcher mittlerer Masse, also mit einigen Hundert oder Tausend Sonnenmassen, geben. Zwar gibt es eine ganze Reihe von Kandidaten für sie – doch direkte Belege fehlten. Ein möglicher Beweis könnte aber sein, wie sich Sterne nahe eines solchen Schwarzen Lochs bewegen.

Hier kommt Omega Centauri ins Spiel, der mit zehn Millionen Sternen größte Kugelsternhaufen der Milchstraße. Vermutlich ist er die ehemalige Zentralregion einer kleinen Galaxie, die vor Milliarden von Jahren mit der Milchstraße kollidierte und dabei ihre äußeren Regionen verloren hat. Damit aber sollte sich ein zuvor im Zentrum der kleinen Galaxie vorhandenes mittelschweres Schwarzes Loch bis heute in Omega Centauri erhalten haben. Omega Centauri ist uns mit einer Entfernung von 15 800 Lichtjahren verhältnismäßig nah. Damit lässt sich auch die Bewegung von Sternen dort gut beobachten.

In den Archiven von Hubble fündig geworden

Das machte sich Maximilian Häberle vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und sein Team zu Nutze. In Archivdaten des Hubble-Teleskops suchte er nach sich schnell bewegenden Sternen, die auf ein mittelschweres Schwarzes Loch in Omega Centauri hindeuten könnten. Dazu standen insgesamt 500 Archivbilder aus einem Zeitraum von zwanzig Jahren zur Verfügung. Anhand dieser Aufnahmen vermaßen Häberle und sein Team akribisch die Bewegung von etwa 150 000 Sternen.

Schwarzes Loch in Omega Centauri

„Die Suche nach schnellen Sternen und die Dokumentation ihrer Bewegung glich der sprichwörtlichen Suche nach der Nadel im Heuhaufen“, so der Forscher. Am Ende hatte das Team nicht nur den bislang vollständigsten Katalog der Sternbewegungen in Omega Centauri erstellt, sondern auch sieben Sterne gefunden, die sich mit über 200 000 Kilometern pro Stunde durch das Zentrum von Omega Centauri bewegen. Bei solchen Geschwindigkeiten müssten sie eigentlich aus dem Sternhaufen herausfliegen. Nur die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs mit der 8200-fachen Sonnenmasse kann die Sterne auf ihren Bahnen halten, zeigen Berechnungen.

Die aufgespürten Sterne bestätigen, dass ein mittelschweres Schwarzes Loch aus dem Vorläufer von Omega Centauri dort noch immer erhalten ist und liefern damit den bislang besten Beleg für die Existenz mittelgroßer Schwarzer Löcher. Allerdings zeigen die Bilder von Hubble lediglich die Bewegung der sieben rasenden Sterne am Himmel und nicht die Bewegung auf uns zu oder von uns weg. Diese wollen die Forschenden jetzt mit dem James-Webb-Teleskop messen und damit letzte Zweifel an der Existenz des Schwarzen Lochs in Omega Centauri ausräumen.