Neue Messungen ergeben, dass Schwarze Löcher bis zu zehnmal kleiner sein könnten als bisher angenommen

Akkretionsscheibe um ein supermassereiches Schwarzes Loch

Göttingen - Die supermassereichen Schwarzen Löcher in den Zentren von Galaxien sind teilweise von einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub umgeben, der so genannten Akkretionsscheibe. Die vom heißen Gas ausgehende Strahlung kann Forschern einen Hinweis darauf geben, welche Masse das Objekt hat. Neue Berechnungen deuten darauf hin, dass die Massen dieser Art von Schwarzen Löchern bisher überschätzt wurde: Womöglich sind sie zwei- bis zehnmal kleiner als angenommen.

Wolfram Kollatschny und Matthias Zetzl von der Universität Göttingen maßen breite optische und ultraviolette Emissionslinien von 37 aktiven galaktischen Kernen (Active Galactic Nuclei, AGNs). AGNs leuchten sehr hell und wirken auf Teleskopaufnahmen fast punktförmig. In ihren Zentren liegen supermassereiche Schwarze Löcher, die bis zu einer Milliarde Mal so viel Masse haben wie unsere Sonne. Kollatschny und Zetzl stellten eine Beziehung her zwischen der Breite der Emissionslinien und ihrer Form. Daraus konnten sie ableiten, wie schnell die Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch rotiert. Die Umlaufgeschwindigkeit wiederum hängt von der Masse und dem Abstand der Objekte ab, die sich gegenseitig umkreisen.

Die Messungen der Forscher ergaben, dass die Geschwindigkeiten in der Scheibe zwischen einigen hundert und einigen tausend Kilometern pro Sekunde variieren. Denn die Art der Bewegung ist nicht überall gleich: In einigen Regionen rotiert die Scheibe gleichmäßig, wobei sich das Gas nahe dem Zentrum schneller dreht als außen, an anderen Stellen treten Turbulenzen auf. Außerdem stellte sich heraus, dass schnell rotierende Akkretionsscheiben flacher sind als solche, die sich langsam bewegen. Für Teleskope sind diese Unterschiede in der Geschwindigkeit schwer zu erkennen, da ihre Auflösung nicht ausreicht, um die Emissionslinien aus verschiedenen Bereichen der Akkretionsscheibe zu trennen. Deshalb ließ sich bisher schlecht einschätzen, wie massereich und damit auch wie groß die Schwarzen Löcher im Inneren der AGNs sind.