Berechnung: Im Universum gibt es 40 Trillionen stellare Schwarze Löcher

Ein Prozent der "normalen" Materie ist in vergleichsweise kleinen Schwarzen Löchern gefangen. Das hat eine Forschungsgruppe nun ermittelt.

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(Bild: Dotted Yeti/Shutterstock.com)

Von
  • Martin Holland

Im beobachtbaren Universum gibt es etwa 40 Trillionen stellare Schwarze Löcher, ungefähr ein Prozent der üblichen (baryonischen) Materie ist in ihnen gefangen. Das zumindest hat eine Forschungsgruppe aus Italien anhand neuester Modelle zur Sternenentstehung und Entwicklung errechnet. Ihre Ergebnisse decken sich mit dem, was die Gravitationswellendetektoren in den vergangenen Jahren zu Schwarzen Löchern herausgefunden haben, versichern sie. In solchen stellaren Schwarzen Löchern – die zwischen einigen und mehreren Hundert Sonnenmassen in sich vereinen – ist demnach insgesamt deutlich mehr Materie gesammelt, als in den supermassiven Schwarzen Löchern, die sich etwa im Zentrum von Galaxien finden.

Das Team um Alex Sicilia von der Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) in Triest erklärt jetzt, dass die Frage nach der Zahl der Schwarzen Löcher eine der wichtigsten und drängendsten der Astrophysik und Kosmologie sei. Um sie zu beantworten, haben sie demnach auf aktuelle Modelle zur Entstehung und Entwicklung von Sternen sowie Doppelsternen zurückgegriffen, Daten zur Sternentstehungsrate, zum interstellaren Medium und neue Simulationen zurückgegriffen. Die hätten sie in innovativer Weise zusammengeführt und eine erste robuste Angabe zur Entstehungsrate stellarer Schwarzer Löcher in der Geschichte des Universums ermittelt. Dabei hätten sie auch noch herausgefunden, dass die massereichsten stellaren Schwarzen Löcher primär in Sternenclustern entstehen, wo mehrere Sterne verschmelzen können.

Das beobachtbare Universum, für das sie die Anzahl der stellaren Schwarzen Löcher berechnet haben, hat einen Durchmesser von etwa 90 Milliarden Lichtjahren. Die ermittelte Gesamtzahl von 40 Trillionen entspricht einer 4 mit 19 Nullen, beziehungsweise 40 Milliarden Milliarden. Weiter überprüfen lässt sich die Zahl gegenwärtig nicht, aber Schätzungen zur Verbreitung stellarer Schwarzer Löcher lassen auch die Funde der Gravitationswellendetektoren zu, die seit einigen Jahren die Astronomie revolutionieren.

Damit wurden bereits mehrere Dutzend Verschmelzungen stellarer Schwarzer Löcher beobachtet, bei denen Objekte mit wenigen beziehungsweise mehreren Hundert Sonnenmassen entstanden sind. Die Modellierung der Entstehungsrate und der Gesamtrate solcher Schwarzer Löcher für das gesamte Universum könnte auch bei der Beantwortung der Frage helfen, wie bereits im jungen Universum besonders massereiche supermassive Schwarze Löcher entstehen konnten, meint das SISSA-Team noch. Die Arbeit ist im US-Fachmagazin The Astrophysical Journal erschienen.

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(mho)