Eine Waage für Schwarze Löcher

Garching - Die Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien sind die schwersten bekannten kompakten Objekte. Viele Millionen bis Milliarden Sonnenmassen bringen diese auch Supermassereiche Schwarze Löcher genannten Riesen auf die Waage. Dieses Gewicht zu bestimmen, ist allerdings außerordentlich schwierig. Diese Objekte verschlingen alles Licht, das auf sie fällt. Astronomen können also nur aus dem Verhalten der Materie in der Umgebung dieser überschweren Schwarzen Löcher Rückschlüsse auf ihre Eigenschaften schließen. Eine genaue Kenntnis ihrer Masse ist allerdings wichtig zum Verständnis der Galaxienentwicklung, denn die meisten Galaxien besitzen ein solches Supermassereiches Schwarzes Loch. Ein internationales Team von Astronomen hat nun eine neue Methode vorgestellt, um die Masse solcher Objekte künftig erstaunlich schnell zu ermitteln. Sie benötigen hierzu lediglich Messungen der Dynamik bestimmter Gasmoleküle, berichten sie im Fachblatt „Nature“.

„Mit der nächsten Generation von Teleskopen können wir diese Beobachtungen bis in Entfernungen von über 200 Millionen Lichtjahre durchführen“, berichtet Timothy Davis von der Europäischen Südsternwarte. „Dann werden wir nicht einmal fünf Stunden Beobachtungszeit benötigen, um die Masse dieser Schwarzen Löcher zu bestimmen.“ Die Forscher nutzten für ihre neue Technik Messungen an Gas in der Nähe eines Schwarzen Loches. Durch die enorme Schwerkraft verändert sich die Dynamik der Gaswolken und zeigt eine andere Geschwindigkeitsverteilung als ohne einen solchen Einfluss.

Die Forscher simulierten zunächst das Verhalten bestimmter Gasmoleküle mit und ohne Schwarzes Loch. Dabei stellten dabei fest, dass die Masse eines Schwarzen Loches sich eindeutig in der Dynamik bestimmter Gasmoleküle widerspiegelt, die sich mit Radioteleskopen messen lassen. Dann verglichen sie ihre Daten mit Messungen an einer gut bekannten Galaxie. So konnten sie die Masse des Schwarzen Loches dort auf 450 Millionen Sonnenmassen bestimmen. Damit ist es rund hundertfach schwerer als dasjenige im Zentrum unserer Milchstraße.

Die untersuchte Galaxie mit dem Katalognamen NGC4526 ist ein Paradebeispiel für eine linsenförmige Galaxie. Diese gehören zu den frühen Typen von Galaxien und besitzen keine ausgeprägten Spiralarme wie die ausgereiften Spiralgalaxien, zu denen auch unsere Milchstraße gehört.

Bislang ist die Bestimmung der Masse Schwarzer Löcher ein schwieriges Geschäft. Astronomen beobachten das Verhalten von Sternen in deren Nähe oder suchen nach spezifischer Strahlung. Mit der neuen Methode hoffen die Forscher, eine bequeme und verlässliche Methode gefunden zu haben, mit der sich die Schwarzen Löcher in Hunderten von Galaxien wiegen lassen.