Das erste frei treibende schwarze Loch wurde entdeckt: es ist nur 5.000 Lichtjahre entfernt

Microlensing schlägt wieder zu. Astronomen haben mit dieser Technik schon alles aufgespürt, von unberechenbaren Planeten bis hin zum entferntesten Stern, der je gesehen wurde. Jetzt haben Astronomen offiziell ein weiteres schwer fassbares Objekt gefunden, über das schon lange gemutmaßt wurde und über das wir erstmals 2009 berichtet haben, das aber nie direkt entdeckt wurde – ein abtrünniges Schwarzes Loch.

Diese Entdeckung steht am Ende einer sechsjährigen Beobachtungskampagne, an der Dutzende von Autoren mitgewirkt haben und die kürzlich in arXiv veröffentlicht wurde (was bedeutet, dass sie noch nicht von Fachleuten geprüft wurde). Diese sechs Jahre akribisch gesammelter Daten begannen im Jahr 2011, als ein etwa 20.000 Lichtjahre entfernter Stern plötzlich aufleuchtete. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler waren auf der Suche nach einem solchen Ereignis und hatten bereits mehrere gefunden, aber sie brauchten mehr Daten, um sicher zu sein, was sie tatsächlich sahen.

Microlensing hinterlässt zwei verräterische Zeichen. Das Objekt im Hintergrund eines Microlensing-Ereignisses wird deutlich heller, wie bei diesem Stern im Jahr 2011 zu sehen war. Außerdem konnten die Teleskope mit etwas Glück beobachten, wie sich der Stern leicht verschob, wenn das massive Objekt vor ihm vorbeizog.

Frühere Beobachtungen haben viele Aufhellungen gezeigt, die von Mikrolinsen verursacht worden sein könnten, aber die Astronomen haben noch nie eine Positionsverschiebung gesehen, die diese Theorie bestätigen würde. Kailash Sahu und seine Kollegen richteten Hubble, das immer noch eine der funktionsfähigsten Beobachtungsplattformen im Arsenal der Menschheit ist, einige Wochen nach der ursprünglichen Aufhellung auf den Stern. In den nächsten sechs Jahren beobachteten sie ihn regelmäßig. In dieser Zeit sammelten sie auch Positionsdaten und hofften, mit einer Technik namens Astrometrie leichte Bewegungen zu entdecken, die darauf hindeuten würden, dass sich ein Mikrolinsenobjekt zwischen dem Stern und Hubble befindet.

Eine Kombination aus Verzerrung und Verstärkung des Lichts des Sterns ist genau das, was Hubble gesehen hat. Aber selbst das war nicht schlüssig genug, um zu beweisen, dass das schwere Objekt vor dem Stern ein Schwarzes Loch war – nur dass es schwer genug war, um einen Mikrolinseneffekt zu verursachen. Um andere mögliche Quellen für die Mikrolinse auszuschließen, untersuchten Sahu und seine Kollegen den Lichtpegel der Linse selbst. Sie fanden keine, was der Fall gewesen wäre, wenn ein anderes Objekt, wie z. B. ein Brauner Zwerg, die Ursache für die Linse gewesen wäre. Außerdem muss die Dauer des Linseneffekts lang genug sein, um auf ein besonders tiefes Gravitationsloch hinzuweisen. Das ursprüngliche Ereignis im Jahr 2011 dauerte 300 Tage, was auf ein Schwarzes Loch hindeutet, das etwa 7,1 Mal so schwer ist wie die Sonne.

Mit dieser Gewichtsschätzung konnten die Wissenschaftler auch abschätzen, wie schnell sich das Schwarze Loch bewegte und kamen auf etwa 45 Kilometer pro Sekunde – viel schneller als die Sterne, die es in diesem Bereich der Milchstraße umgeben. Ein solcher Geschwindigkeitsunterschied deutet auch auf eine mögliche Quelle des Schwarzen Lochs selbst hin – eine Explosion eines supermassiven Sterns hat das Schwarze Loch wahrscheinlich sowohl erzeugt als auch auf den Weg gebracht. Sahu schätzt, dass das Ereignis vor etwa 100 Millionen Jahren stattfand, aber es ist schwer zu sagen, da es keinen klaren, nachvollziehbaren Weg gibt, woher das Schwarze Loch kam.

Aber auch ohne diesen eindeutigen Pfad haben die Wissenschaftler etwas gefunden, wonach sie schon lange gesucht haben, und sie sind damit nicht allein. In Kürze werden mehrere Himmelsdurchmusterungen durchgeführt, die den Wissenschaftlern dabei helfen werden, den Himmel konsequent nach Ereignissen wie dem im Juni 2011 abzusuchen, und sie werden höchstwahrscheinlich noch viele weitere finden. Das heißt nicht, dass eine dieser schwer zu sehenden Schwerkraftmassen eine Bedrohung für die Erde darstellt, aber je mehr wir neue Techniken wie das Microlensing nutzen, desto wahrscheinlicher ist es, dass wir solche Ereignisse finden.

Credit: NASA Goddard Space Flight Center, ESA / GAIA / DPAC