Schwarze Löcher haben etwas Faszinierendes. Vielleicht sind es unsichtbare Bestien, die im Weltraum lauern und manchmal vorbeiziehende Sterne in zwei Hälften reißen und ihre Überreste zerstreuen. Was auch immer es ist, diese seltsamen kosmischen Objekte faszinieren Wissenschaftler und Laien gleichermaßen.

Aber woher kommen Schwarze Löcher? Wie bilden sie sich und was verleiht ihnen eine so gewaltige Zerstörungskraft?

Bevor wir das beantworten können, müssen wir eine noch grundlegendere Frage stellen: Was ist ein Schwarzes Loch? „Im Grunde ist es ein Objekt oder ein Punkt im Weltraum, an dem die Anziehungskraft so stark ist, dass nichts entkommen kann“, sagte die Astrophysikerin Neta Bahcall von der Princeton University in New Jersey gegenüber Live Science. Sogar Lichtwellen werden angesaugt, weshalb Schwarze Löcher schwarz sind.

Diese bizarren Objekte entstehen wie Phönixe, die aus der Asche toter Sterne entspringen. Wenn massereiche Sterne das Ende ihres Lebens erreichen, ist der Wasserstoff, den sie zu Helium verschmolzen haben, fast erschöpft. Diese Monstersterne beginnen also, Helium zu verbrennen und die verbleibenden Atome zu noch schwereren Elementen zu verschmelzen, bis Eisen, dessen Fusion nicht mehr genug Energie liefert, um die äußeren Schichten des Sterns zu stützen, so die Swinburne University of Technology im australischen Zentrum für Astrophysik und Supercomputing. Diese oberen Schichten kollabieren nach innen und explodieren dann als starker und heller Ausbruch, der als Supernova bezeichnet wird.

Dennoch bleibt ein kleiner Teil des Sterns zurück. Albert Einsteins allgemeine Relativitätsgleichungen sagen voraus, dass, wenn dieser Überrest etwa die dreifache Masse der Erdsonne hat, die starke Gravitationskraft des Reststerns alles andere überwältigen wird und das Material, aus dem er besteht, auf einen unendlich kleinen Punkt mit unendlicher Dichte zerkleinert wird, so die NASA. Die bekannten Gesetze der Physik können solche umwerfenden Unendlichkeiten nicht bewältigen. „Irgendwann brechen sie zusammen und wir wissen nicht wirklich, was passiert“, sagte Bahcall.

Wenn dieses stellare Überbleibsel allein ist, wird ein Schwarzes Loch im Allgemeinen nur dort sitzen und nicht viel tun. Aber wenn Gas und Staub das Objekt umgeben, wird dieses Material in den Schlund des Schwarzen Lochs gesaugt und erzeugt helle Lichtblitze, wenn sich das Gas und der Staub erwärmen und herumwirbeln wie Wasser, das einen Abfluss hinuntergeht. Das Schwarze Loch wird diese Masse in seine eigene integrieren, so dass das Objekt wachsen kann, sagte Bahcall.

Wenn sich zwei Schwarze Löcher treffen, zieht die starke Schwerkraft eines jeden das andere an, und sie kommen sich immer näher und drehen sich umeinander. Ihre kollektive Masse wird das Gewebe der nahen Raumzeit erschüttern und Gravitationswellen aussenden. Im Jahr 2015 entdeckten Astronomen solche Gravitationswellen über das Laserinterferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), berichtete Live Science zuvor.“Das war das erste Mal, dass wir tatsächlich Schwarze Löcher sehen und bestätigen konnten, dass sie existieren“, sagte Bahcall und fügte hinzu, dass die Ergebnisse auch eine schöne Bestätigung von Einsteins prädiktiven Gleichungen seien.Wissenschaftler hatten zuvor indirekte Beweise für Schwarze Löcher gefunden, als sie Sterne im Zentrum unserer Milchstraße beobachteten, die um ein gigantisches unsichtbares Objekt kreisten, berichtete Universe Today. Wie sich solche supermassiven Schwarzen Löcher — die milliardenfach die Masse unserer Sonne haben können – bilden, ist eine herausragende Frage, sagte Bahcall.Forscher glauben, dass diese supermassiven Schwarzen Löcher einst viel kleiner waren und sich in den frühesten Tagen unseres Universums als bescheidenere Schwarze Löcher bildeten. Im Laufe der kosmologischen Zeit absorbierten diese Objekte Gas und Staub und verschmolzen miteinander, um zu wachsen und endeten als kolossale Monster. Aber viele Details dieser Geschichte bleiben verschwommen, sagte Bahcall.Astronomen haben Objekte beobachtet, die Quasare genannt werden, die heller leuchten als Tausende von Galaxien zusammen und vermutlich von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden, die Materie verbrauchen. Quasare wurden bereits in den ersten Milliarden Jahren nach dem Urknall gesehen, als sich unser Universum bildete, und Wissenschaftler mussten sich am Kopf kratzen, wie sich solche riesigen Objekte so schnell bilden konnten, sagte Bahcall.“Das hebt die Frage wirklich hervor und erhöht sie“, sagte Bahcall, und es bleibt ein sehr aktives Forschungsthema.

Ursprünglich auf Live Science veröffentlicht.