Vereinigung von Galaxien

Massive Schwarze Löcher im Tanz miteinander

von Karim Belbachir

In etwa 9 Milliarden Lichtjahren Entfernung haben Astronomen ein supermassereiches Schwarzes Loch beobachtet, das kurz davor steht, sich mit einem darum kreisenden weiteren Schwarzen Loch zu verbinden. Eine solche Verbindung wird das Gefüge von Raum und Zeit verändern und Gravitationswellen durch das Universum senden.

Was sind Quasare?

Schwarzes Loch PKS 2131-021  mit seinen beiden supermassereichen Kernen
Bei dem supermassereichen Schwarzen Loch PKS 2131-021 handelt sich um zwei sich umkreisende Schwarze Löcher.

Die untersuchten Schwarzen Löcher sind Mittelpunkte von Galaxien, die sich immer mehr annähern und laut Berechnungen in etwa 10.000 Jahren miteinander verschmelzen. Bei diesem Paar handelt es sich um das engste „Tanzpaar“ zweier supermassereicher Schwarzer Löcher, die bisher entdeckt wurden. Eine Umrundung dauert etwa zwei Jahre. Der Kern von PKS 2131-021 ist ein Quasar. Quasare sind die leuchtstarke aktive Kerne von Galaxien. Diese Form von Schwarzen Löchern sammelt Staub und Gase um sich in einer sogenannten Akkretionsscheibe.

An den Polen mancher Quasare bilden sich Plasma-Jets, die soweit abstrahlen, dass sie über immense Entfernungen zu sehen sind. Quasare sind die hellsten Objekte des Universums und haben eine Leuchtkraft von etwa 100 Billionen Sonnen. Dadurch, dass die Gase entweder in das Schwarze Loch gezogen oder von den Polen ins All geschleudert werden, wird die Bildung neuer Sterne in einem Quasar verhindert. Bei dem beobachteten Quasar PKS 2131-021 handelt es sich um die Unterklasse Blazar, da der Jet in Richtung Erde zeigt.

Jet unterlag einer regelmäßigen Störung

Ein europäisches Astronomenteam hat das bislang fernste kosmische Leuchtfeuer (künstlerische Dastellung) entdeckt. Der sogenannte Quasar strahlt in der unvorstellbaren Distanz von 12,9 Milliarden Lichtjahren, wie die Forscher im britischen Fachblatt
Kosmisches Leuchtfeuer strahlt vom Anbeginn des Alls: Quasare sind die hellsten Objekte des Universums.

Ein Forscherteam um die Astronomin Sandra O'Neill entdeckte nun, warum der Jet von PKS 2131-021 einer regelmäßigen Störung unerworfen war. Die Intensität der Strahlung nahm etwa alle zwei Jahren zu und wieder ab. Dazu untersuchten die Wissenschaftler ältere Daten dieses supermassereichen Schwarzen Lochs (100 Millionenfache Masse unserer Sonne) und kam zu dem Schluss, dass nur ein weiteres Schwarzes Loch diese Unregelmäßigkeiten verursachen konnte.

„Als wir feststellten, dass die Spitzen und Täler der kürzlich entdeckten Lichtkurve, mit denen übereinstimmten, die zwischen 1975 und 1983 beobachtet wurden, wussten wir, dass etwas ganz Besonderes vor sich ging“, erklärte die Hauptautorin der Studie, Sandra O'Neill.

Kollision stört Raum und Zeit-Gefüge

Astronomen haben im jungen Universum ein monströses Schwarzes Loch entdeckt.
Schwarzes Loch in kosmischer Dämmerung: Um den massrereichen Kern sammeln sich Staub und Gase in der sogenannten Akkretionsscheibe.

Wenn die Kerne zweier Galaxien verschmelzen, vereinen sie sich zu einem noch massereicheren Schwarzen Loch. Während sich die Schwarzen Löcher spiralförmig aufeinander zu bewegen, stören sie zunehmend das Gefüge von Raum und Zeit und senden Gravitationswellen aus. Noch reichen die Messinstrumente nicht aus, um diese Gravitationswellen in vollem Umfang messen zu können. Das könnte sich aber bald mit der Weiterentwicklung der Weltraumobservatorien ändern. Bei PKS 2131-021 wird die Kollision in 10.000 Jahren erwartet. Das ist verglichen mit der Zeit, die es braucht, bis das Licht dieser Galaxien braucht, um bei uns anzukommen nicht mehr als ein Augenzwinkern. Momentan haben sie noch eine Entfernung zueinander, die die 50-mal der Strecke von Sonne zu Pluto entspricht. Genug Zeit also, um bessere Messinstrumente zu entwickeln.

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(kfb)