Wenn supermassive Schwarze Löcher an ihre Grenzen kommen

Diese künstlerische Darstellung zeigt die Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs, wie es typischerweise im Zentrum vieler Galaxien gefunden wird. Bild: ESO/L. Calçada

Britischer Astronom extrapoliert, dass Schwarze Löcher in der Regel maximal 50 Milliarden Sonnenmassen schwer sein können

Schwarze Löcher bevölkern das All in verschiedenen Größenklassen. Vorzugsweise nisten sich die größten unter ihnen in Galaxienzentren ein. So vereint das Schwarze Loch im Herzen unserer Milchstraße rund vier Millionen Sonnenmassen in sich. Und es wächst. Zwar langsam, dafür aber unaufhörlich. Aber ab welcher Masse beenden supermassive Schwarzen Löcher ihren Wachstum? Gibt es in puncto Masse eine messbare Obergrenze? Ein britischer Wissenschaftler ist sich nunmehr sicher, eine solche gefunden zu haben.

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Im All geht es bisweilen rau zu. Hier herrschen harte Sitten und regieren strenge Gesetze, die auch vor den am weitverbreitetsten kosmischen Materieansammlungen nicht haltmachen: Jeder Stern, ob groß oder klein, unterliegt einem Codex, der keine Gnade kennt. Er ist ihm auf Gedeih und Verderb ausgeliefert.

Hat ein Stern seinen Energievorrat aufgebraucht, ist sein Exitus nur noch eine Frage der Zeit - und seiner Masse. So bläht sich unsere massearme Sonne in ferner Zukunft etwa zu einem Roten Riesen auf, um sich dann in einen Weißen Zwerg zu verwandeln, in dem sich alle Atome dicht an dicht drängen. Sterne mit mindestens vier Sonnenmassen enden in einem kompakten Neutronenstern, der im Radius nur wenige Kilometer misst.

Kollabiert ein Stern ab der 20-fachen Masse der Sonne, durchbricht er sogar das Stadium eines Neutronensterns. Angetrieben von seiner gigantischen Masse und Schwerkraft verliert sich der Stern in einem Schwarzen Loch.

Alles, was ihm zu nahe kommt, spiralt Bahn für Bahn auf einer sich extrem aufheizenden rotierenden Scheibe. Schwarze Löcher werden von solchen Akkretionsscheiben ringartig umgeben. Alles, ob Gas, Staub, Materie oder auch die Partikel des Lichts, driftet von dieser Scheibe sukzessive in das Innere des Zentrums des Schwarzen Loches, um am Ende auf Nimmerwiedersehen in seinem Schlund zu verschwinden.

Während der Akkretion heizt sich die rotierende Scheibe auf unvorstellbar hohe Temperaturen auf und strahlt extrem stark im sichtbaren Licht und auf (fast) allen anderen Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums, insbesondere im Röntgenbereich. Im Zuge dieses Prozesses drückt die starke Strahlung der hinabstürzenden Materie gegen die nachfolgende Materie und bremst diese aus. Die Folge: Das Schwarze Loch erhält weniger Energie und wird in seinem Wachstum ebenfalls gebremst.

Bild: NASA

Schwarze Löcher sind im Universum zwar nicht so weit verbreitet wie Sterne, treten aber auf verschiedene Art und Weise in Erscheinung: mal als stellare Objekte, die bis zu zehnmal so schwer sind wie unsere Sonne oder als Vertreter der Mittelklasse mit bis zu 100.000 Sonnenmassen. Und nicht zuletzt als supermassereiche Exemplare mit einer Million bis zu mehreren Milliarden Sonnenmassen, als so genannte supermassive bzw. supermassereiche Schwarze Löcher (SMBH).

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Die bisherigen Beobachtungen sprechen dafür, dass Letztere sich in nahezu allen Zentren von normalen Galaxien eingenistet haben. Wie diese sich jedoch in kosmisch-grauer Vorzeit gebildet haben, ist eine der großen offenen Fragen in der Astrophysik. Zumal deren Entstehung eng verknüpft ist mit der Galaxienbildung in kosmischer Frühzeit.

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