💥 Kollisionen schwarzer Löcher am Fließband

Die massereichsten schwarzen Löcher des Universums könnten im Chaos entstehen. Indem sie die Wellen der Raumzeit untersuchten, haben Wissenschaftler zwei Kategorien von schwarzen Löchern unterschieden. Die leichteren entstünden demnach aus dem Kollaps massereicher Sterne, während die schwereren das Ergebnis von Kettenkollisionen schwarzer Löcher in sehr dichten Sternhaufen wären – ein weitaus gewalttätigerer und intensiverer Prozess als bis heute angenommen.

Um zu diesem Schluss zu gelangen, nutzten die Forscher die Daten der Gravitationswellendetektoren LIGO, Virgo und KAGRA. Diese Instrumente erfassen die winzigen Vibrationen der Raumzeit, die durch kataklysmische Ereignisse wie die Verschmelzung schwarzer Löcher verursacht werden.


Durch die Analyse von 153 Verschmelzungen konnte das Team der Universität Cardiff die Entwicklung dieser Objekte nachzeichnen. Der Leiter der Studie, Fabio Antonini, stellt klar, dass die Gravitationsastronomie sich nicht mehr darauf beschränkt, Verschmelzungen zu zählen: Sie beginnt zu enthüllen, wie und wo schwarze Löcher wachsen.

Diese Ergebnisse offenbaren eine klare Trennung zwischen schwarzen Löchern geringer Masse und solchen hoher Masse. Erstere rotieren langsam um sich selbst – ein typisches Zeichen für eine Entstehung durch Sternkollaps. Letztere hingegen weisen schnelle und zufällig ausgerichtete Rotationen auf. Diese Signatur entspricht genau dem, was man erwartet, wenn schwarze Löcher wiederholt in einem dichten Haufen verschmelzen.

Darüber hinaus bestätigt die Studie auch die Existenz einer theoretischen „Massenlücke“ bei etwa 45 Sonnenmassen. Jenseits dieser Schwelle würden die massereichsten Sterne bei ihrem Tod kein schwarzes Loch hervorbringen. Sie würden durch eine Supernova vollständig zerstört, bevor sich ein schwarzes Loch bilden kann. Schwarze Löcher, die diese Masse überschreiten, können daher nicht von einem einzelnen Stern stammen. Ihr Ursprung wäre zwangsläufig das Ergebnis hierarchischer Verschmelzungen, wie sie in Kugelsternhaufen beobachtet werden.

Die nächsten Beobachtungen der Gravitationsdetektoren sollten dieses Bild verfeinern. Indem sie immer mehr Verschmelzungen aufspüren, hoffen die Astronomen, das Schicksal der massereichsten Sterne und die Rolle der Kugelsternhaufen bei der Entstehung riesiger schwarzer Löcher besser zu verstehen.