Weder Fisch noch Fleisch: Mittelschwere Schwarze Löcher

Intermediale Schwarze Löcher, die Anzeichen für die Existenz dieser bisher hypothetischen Klasse mehren sich: Mit einer Masse zwischen 100 und 100000 Sonnenmassen sind die Schwarzen Löcher der „Medium-Klasse“ weder als Stellar, noch als supermassereich anzusehen und würden eher das Bindeglied zwischen den beiden bekannten Arten von Schwarzen Löchern bilden. Supermassereiche (auch supermassiv genannte) Schwarze Löcher können die millionen- bis milliardenfache Sonnenmasse aufweisen und befinden sich vermutlich in den Zentren der meisten Galaxien. Wie sie entstanden sind und wie ihre Entstehung mit der Entwicklung der Galaxien zusammenhängt, ist Gegenstand aktueller Forschung. So gilt es als weitestgehend gefestigt, dass sich auch im Milchstraßenzentrum hinter der starken Radioquelle Sagittarius A* (kurz Sgr A*) ein supermassives Schwarzes Loch von 4,3 Millionen Sonnenmassen verbirgt.

Die Entstehung der stellaren Schwarzen Löcher ist hingegen weit besser verstanden: Sie sind in etwa so schwer wie Sterne, genauer zwischen drei und etwa hundert Sonnenmassen. Damit allerdings erschöpfen sich schon ihre Gemeinsamkeiten. Im Rahmen der Sternentwicklung wandeln die Sterne im Laufe ihres Daseins allmählich ihren nuklearen Brennstoff aus leichten chemischen Elementen in schwere Elemente um. Dies geschieht im heißen Innern über die thermonuklearen Fusionsreaktionen. Dabei entsteht nicht nur Wärme, sondern vor allem auch das charakteristische Sternenlicht, die Leuchtkraft des Sterns.

So könnte es ewig weitergehen, wäre da nicht eine natürliche, kernphysikalische Grenze bei dem etwa mittelschweren Element Eisen. Bei der Fusion dieses Elements wird keine Energie mehr frei, so dass nun das hydrostatisches Gleichgewicht des Sterns empfindlich gestört wird, weil die zentrale Energiequelle versiegt. So tritt der Gravitationskollaps ein und der Stern fällt in sich zusammen. Besitzt die übrig gebliebene Sternleiche mehr als 2,5 Sonnenmassen, bildet sie letztlich ein stellares Schwarzes Loch.

Hinweise auf die mittelschweren Schwarzen Löcher finden sich in Röntgenstrahlungsquellen fremder Galaxien, deren Intensität einen charakteristischen Wert übersteigt. Auswertungen von Datensätzen des XMM-Newton-Satelliten zeigen nun eine Vielzahl solcher Röntgenstrahlungsquellen. Bei einigen von ihnen könnte es sich um intermediäre Schwarze Löcher handeln. Erst kürzlich wurden auch Hinweise auf die Existent eines mittelschweren Schwarzen Loches nur rund 200 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt gefunden.

Lars-C. Depka

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Originalarbeit: A search for hyperluminous X-Ray Sources in the XMM-Newton Source Catalog

Klasse-M-Loch der Milchstraße