Berkeley-Wissenschaftler finden einen Weg, unsichtbare schwarze Löcher zu „sehen“.
Schwarze Löcher sind Regionen der Raumzeit, die durch konzentrierte Masse so deformiert sind, dass nichts – nicht einmal Licht – ihrer Schwerkraft entkommen kann. Sie können entstehen, wenn das Zentrum eines sehr massereichen Sterns in sich zusammenfällt, dasselbe Ereignis, das auch einen Teil des Sterns bei einer Supernova-Explosion in den Weltraum schleudert. Angesichts dessen glauben Astronomen, dass es allein in der Milchstraße Hunderte Millionen Schwarzer Löcher geben sollte. Schwarze Löcher können jedoch normalerweise nur dank der freigesetzten Strahlung entdeckt werden, wenn Gas und Staub auf sie zuwirbeln – was bedeutet, dass isolierte Schwarze Löcher im Wesentlichen unsichtbar sind.
In ihrer Studie berichten die Astronomen Casey Lam und Professor Jessica Lu von der University of California, Berkeley, und ihre Kollegen, dass sie dank eines Phänomens, das als „Gravitationsmikrolinseneffekt“ bekannt ist, ein möglicherweise isoliertes Schwarzes Loch entdeckt haben.
Dies ist die Bezeichnung für die Verzerrung des Lichts eines entfernten Sterns durch ein Objekt mit einem starken Gravitationsfeld – wodurch der Stern heller erscheint, als er hätte sein sollen.
Die Forscher sind sich nicht ganz sicher, ob es sich bei dem fraglichen Objekt tatsächlich um ein Schwarzes Loch handelt, da seine Masse auf das 1,6- bis 4,4-fache der Sonnenmasse geschätzt wurde.
Um in ein Schwarzes Loch zu kollabieren, erklärten sie, muss ein sterbender Stern mindestens 2,2-mal so schwer sein wie die Sonne.
Im Bild: Nahaufnahmen des fernen Sterns (hervorgehoben), der mit der Zeit heller und dunkler wird (Bild: NASA/ESA/Kailash Sahu/Joseph DePasquale/STScI)
Schwarze Löcher sind Regionen der Raumzeit, die durch konzentrierte Masse deformiert sind (Bild: Express.co.uk)
Die alternative Hypothese ist, dass das Objekt ein Neutronenstern ist. Diese entstehen, wenn mittelgroße Sterne in sich zusammenfallen und jedes darin befindliche Proton und Elektron zu Neutronen zermalmen.
Obwohl diese Körper sehr dicht und kompakt sind, verhindert ihr Neutronendruck, dass sie weiter in ein Schwarzes Loch kollabieren.
Laut Frau Lu sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Natur des Objekts zu bestätigen.
Sie fügte hinzu: „So sehr wir sagen möchten, dass es sich definitiv um ein Schwarzes Loch handelt, müssen wir alle zulässigen Lösungen melden.
„Dazu gehören sowohl Schwarze Löcher mit geringerer Masse als auch möglicherweise sogar ein Neutronenstern.“
LESEN SIE MEHR: Verschmelzende Schwarze Löcher können aus ihrer Wirtsgalaxie ausgestoßen werden
Gravitationsmikrolinsen von einem kompakten Objekt wie einem Schwarzen Loch können das Erscheinungsbild eines Sterns verzerren (Bild: NASA/ESA/STScI/Joseph Olmsted)
Unabhängig davon, ob es sich um ein Schwarzes Loch oder einen Neutronenstern handelt, ist das kompakte Objekt der erste sogenannte dunkle Überrest eines Sterns – ein „Sterngeist“, wie das Team es ausdrückte –, der entdeckt wurde, als er ohne Paarung mit einem anderen Stern durch die Galaxie wanderte.
Prof. Lu sagte: „Dies ist das erste frei schwebende Schwarze Loch oder der erste Neutronenstern, der mit Gravitations-Mikrolinsen entdeckt wurde.
„Mit Mikrolinsen sind wir in der Lage, diese einsamen, kompakten Objekte zu untersuchen und zu wiegen.
„Ich denke, wir haben ein neues Fenster zu diesen dunklen Objekten geöffnet, die auf andere Weise nicht gesehen werden können.“
Ein Bild des Hubble-Weltraumteleskops des Sterns, das von einem „stellaren Geist“ aufgehellt und verzerrt wurde (Bild: STScI / NASA / ESA)
Die Bestimmung, wie viele dieser „Sterngeister“ die Milchstraße bevölkern, erklärte das Team, wird Astronomen helfen, besser zu verstehen, was mit Sternen am Ende ihres Lebens passiert.
Solche Studien könnten auch sogenannte primordiale Schwarze Löcher enthüllen, hypothetische Objekte, die nach dem Urknall als Folge von Dichteschwankungen im frühen Universum entstanden sind.
Die vorliegende Analyse, erklärten die Forscher, identifizierte auch vier weitere Mikrolinsenereignisse, aber das Team kam zu dem Schluss, dass keines das Ergebnis eines Schwarzen Lochs war – wobei das Team sagte, dass zwei davon wahrscheinlich entweder das Ergebnis eines Neutrons oder eines Zwergsterns sind.
Das Team hat auch vorhergesagt, dass die Gesamtzahl der Schwarzen Löcher in unserer Galaxie etwa 200 Millionen beträgt – eine Schätzung, die mit den meisten früheren theoretischen Vorhersagen übereinstimmt.
NICHT VERPASSEN:
Energiekrisen-Horror, da Haushalte mehr als 500 Millionen Pfund ausgeben [REPORT]
Haben Sie etwas davon! Britische Raketen zwingen Russland, sich 100 km zurückzuziehen [INSIGHT]
Octopus Energy greift ein, um Deutschland vor Russland-Fängen zu retten [ANALYSIS]
Beide Forschungsteams verwendeten astrometrische Messungen, die vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA gesammelt wurden (Bild: Express.co.uk)
Ein zweites Team unter der Leitung des Astronomen Dr. Kailash Sahu vom Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore untersucht ebenfalls dasselbe Mikrolinsenereignis wie Frau Lu und ihre Kollegen.
Dr. Sahu und Kollegen sind zu einem etwas anderen Schluss gekommen und behaupten, dass die Masse des Objekts näher bei 7,1 Sonnenmassen liegt, was es definitiv zu einem Schwarzen Loch machen würde.
Das Team der UC Berkeley hat geschätzt, dass das Objekt 2.280 bis 6.260 Lichtjahre entfernt in Richtung des Zentrums der Milchstraße liegt. Das STScI-Team hat inzwischen geschätzt, dass es 5.153 Lichtjahre entfernt ist.
Beide Forscherteams schätzten auch die Geschwindigkeit des kompakten Objekts.
Dr. Sahu und Kollegen glauben, dass es sich mit einer ungewöhnlich hohen Geschwindigkeit von 100.800 Meilen pro Stunde bewegt – das Ergebnis eines zusätzlichen Kicks, sagten sie, von den Supernovae, die es erzeugt haben.
Im Gegensatz dazu haben Frau Lu und ihr Team die bescheidenere Schätzung von weniger als 66.960 Meilen pro Stunde, was sie als Unterstützung einer neuen Theorie interpretiert haben, dass sich Schwarze Löcher „aus gescheiterten Supernovas bilden könnten, die im Universum kein helles Aufsehen erregen oder dem entstehenden Schwarzen Loch einen Tritt verpassen.“
Beide Teams verwendeten photometrische Messungen der Aufhellung des entfernten Sterns aus dem Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) in Chile und dem Microlensing Observations in Astrophysics Experiment in Neuseeland.
Astrometrische Messungen der scheinbaren Bewegung des Sterns als Ergebnis der Schwerkraft des Schwarzen Lochs wurden vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA gesammelt.
Ein Vorabdruck des Artikels von Lu et al., der zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal Letters angenommen, aber noch nicht begutachtet wurde, kann im arXiv-Repository gelesen werden.
Die zweite Veröffentlichung von Sahu et al. wurde ebenfalls zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal Letters angenommen. Ein Preprint, der ebenfalls nicht peer-reviewed ist, kann auf der STScI-Website nachgelesen werden.