Noch schwerer: Supermassive Schwarze Löcher

Austin (USA)/Garching - Nahezu jede Galaxie enthält in ihrem Zentrum ein supermassives Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse unserer Sonne. Doch die Astronomen haben möglicherweise die Massen dieser Schwerkraftmonster bislang erheblich unterschätzt. Diesen Schluss zieht ein amerikanisch-deutsches Forscherduo aus der bislang besten Modellierung der Sternbewegungen in der nahen Riesengalaxie M87. Die Rechnungen der beiden Wissenschaftler liefern für das Schwarze Loch in M87 eine Masse von 6,4 Milliarden Sonnenmassen - das Zwei- bis Dreifache bisheriger Abschätzungen. Das könnte auch das Rätsel der hohen Quasar-Massen erklären, so die Astronomen in ihrem demnächst im Fachblatt "Astrophysical Journal" erscheinenden Bericht.

"Die Schwarzen Löcher in Quasaren sind sehr groß - rund zehn Milliarden Sonnenmassen", erläutert Karl Gebhardt von der University of Texas in Austin. Quasare sind hell strahlende Kerne von weit entfernten Galaxien im frühen Universum. "Doch in Galaxien in unserer lokalen Umgebung haben wir bislang niemals so massereiche Schwarze Löcher gefunden. Wir dachten deshalb, die Quasar-Massen wären vielleicht falsch. Doch wenn wir die Masse des Schwarzen Lochs von M87 um das Zwei- bis Dreifache erhöhen, verschwindet die Diskrepanz nahezu."

Um die Massen von Galaxien und ihren Schwarzen Löchern zu bestimmen, müssen die Astronomen die Bewegung von Sternen in diesen Systemen vermessen und mit Modellrechnungen vergleichen. Gebhardt und sein Kollege Jens Thomas vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching haben bei diesen Modellrechnungen nun erstmals auch den Halo aus Dunkler Materie einbezogen, der die Galaxie umgibt. "In der Vergangenheit fehlte uns die Rechnerleistung, um den Dunklen Halo zu berücksichtigen", so Gebhardt. Die beiden Forscher konnten nun auf einen Supercomputer der University of Texas zurückgreifen, der 62 Billionen Fließkomma-Operationen pro Sekunde durchführen kann.

Für die Forscher unerwartet zeigte sich, dass die Berücksichtigung der Dunklen Materie erheblich größere Massen für das zentrale Schwarze Loch in M87 erfordert, um die gemessenen Sternbewegungen zu erklären. Gebhardt und Thomas gehen davon aus, dass dies auch für die Massenbestimmungen der Schwarzen Löcher in anderen Galaxien gilt. Da die supermassiven Schwarzen Löcher auch die Entwicklung der Galaxien beeinflussen, bedeutet das nach Ansicht der Forscher möglicherweise auch, dass die Theorie der kosmischen Evolution der Galaxien revidiert werden muss.