Milchstraße: Mehr als nur ein supermassereiches Schwarzes Loch?

Versteckte Schwerkraftgiganten: Unsere Milchstraße könnte mehr als nur ein supermassereiches Schwarzes Loch besitzen. Weitere, unsichtbare „Geschwister“ der zentralen Singularität könnten sich in den Außenbereichen der Galaxie, im Halo, verstecken, wie eine Simulation nahelegt. Die zusätzlichen Schwarzen Löcher sind demnach Überbleibsel vergangener Kollisionen der Milchstraße mit anderen Galaxien, so die Astronomen.

Bisher schien die Sache klar: Im Herzen jeder Galaxie sitzt ein supermassereiches Schwarzes Loch – so auch im Zentrum unserer Milchstraße. Diese Schwerkraftgiganten spielen nach gängiger Theorie für das Verhalten und die Entwicklung ihrer Muttergalaxien eine entscheidende Rolle. Doch offenbar sind sie keineswegs immer ortstreu: Astronomen haben bereits einige massereiche Schwarze Löcher entdeckt, die isoliert durch das All wandern – möglicherweise wurden sie bei Kollisionen aus ihren Galaxien geschleudert.

Relikte vergangener Kollisionen

Jetzt jedoch haben Astronomen Hinweise darauf gefunden, dass solche supermassereichen Schwarzen Löcher nicht in Galaxienzentren oder fernab davon im All umherwandern, sondern sich sogar in den Außenbezirken großer Galaxien verstecken könnten – auch im Halo unserer Milchstraße. Darauf deuten Simulationen hin, die Michael Tremmel von der Yale Universität und seine Kollegen mit einem auf Galaxienentwicklung spezialisierten Programm durchgeführt haben.

Die Idee dahinter: Die meisten größeren Galaxien sind im Laufe ihrer Geschichte mit benachbarten, kleineren Galaxien kollidiert und verschmolzen. Dabei verschmelzen deren zentrale Schwarze Löcher oft mit dem Schwarzen Loch der größeren Galaxien. „Es kann aber auch vorkommen, dass dieser Prozess stoppt und die supermassereichen Schwarzen Löcher das galaktische Zentrum gar nicht erreichen „, erklären die Astronomen.

Wie häufig dies vorkommt und wo diese „überschüssigen“ supermassereichen Schwarzen Löcher landen, haben Tremmel und seine Kollegen nun untersucht.

Im Schnitt vier zusätzliche Schwerkraftriesen

Das Ergebnis: Galaxien von der Größe der Milchstraße könnten im Laufe der Zeit gleich mehrere zusätzliche supermassereiche Schwarze Löcher angesammelt haben. „Denn viele Galaxienverschmelzungen resultieren in Schwarzen Löchern, die nach der Kollision in weite Orbits katapultiert werden“, so die Forscher. Als Folge bleiben diese Schwerkraftgiganten in den Außenbezirken der wachsenden Galaxie verborgen.

„Wir postulieren, dass die Halos solcher Galaxien im Schnitt 5,1 supermasssereiche Schwarze Löcher beherbergen – das zentrale Schwarze Loch mit eingerechnet“, berichten Tremmel und seine Kollegen. Auch im Außenbereich der Milchstraße könnten demnach mehrere solcher Schwerkraftriesen umherwandern.

Keine Gefahr für das Sonnensystem

Allerdings: „Es ist extrem unwahrscheinlich, dass ein solches wanderndes supermassereiches Schwarzes Loch der Sonne nahe genug kommen wird, um unser Sonnensystem zu beeinflussen“, sagt Tremmel. „Wir schätzen, dass sich eine solche nahe Annäherung eines dieser Wanderer nur alle 100 Milliarden Jahre ereignet – das entspricht fast dem zehnfachen Alter unseres Universums. Denn diese wandernden Schwarzen Löcher liegen nur selten in der galaktischen Scheibe.“

Wo sich jedoch die zusätzlichen supermassereichen Schwarzen Löcher unserer Milchstraße verstecken, ist bisher unklar. Denn weil sie eher gas- und sternenarme Bereiche unserer Galaxie durchziehen, verschlucken sie keine Materie und sind daher inaktiv – und damit faktisch unsichtbar. „Wir arbeiten zurzeit noch daran herauszufinden, wie wir ihre Präsenz indirekt ermitteln können“, erklärt Tremmel. (Astrophysical Journal Letters, 2018; doi: 10.3847/2041-8213/aabc0a)

(Yale University, 25.04.2018 – NPO)