Wie viele Schwarze Löcher gibt es im Universum?

Eine Menge. Wenn ein Stern schwer genug ist (also nach seiner Supernova noch mindestens 2,5 Sonnenmassen schwer ist), dann kollabiert er weiter, bis sich ein Schwarzes Loch herausbildet. Solche Schwarzen Löcher stellarer Größe bilden sich schon seit geraumer Zeit, und es werden immer mehr. Wie viele sind es schon? Mit dieser faszinierenden Frage hat sich der Doktorand Alex Sicilia unter der Leitung von Prof. Andrea Lapi und Dr. Lumen Boco von der italienischen Hochschule Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati beschäftigt. In einer ersten Veröffentlichung, die soeben im Astrophysical Journal erschienen ist, haben die Autoren die Demografie stellarer schwarzer Löcher untersucht.

Den neuen Forschungsergebnissen zufolge ist eine bemerkenswerte Menge von etwa einem Prozent der gesamten gewöhnlichen (baryonischen) Materie des Universums in stellaren schwarzen Löchern eingeschlossen. Erstaunlicherweise haben die Forscher herausgefunden, dass die Anzahl der schwarzen Löcher im beobachtbaren Universum (einer Kugel mit einem Durchmesser von etwa 90 Milliarden Lichtjahren) derzeit etwa 40 Trillionen beträgt, also 40 Milliarden Milliarden (d.h. einer 4, gefolgt von 19 Nullen). Superschwere Schwarze Löcher, wie man sie in den Kernen von Galaxien vorfindet, tragen dagegen relativ wenig zur Masse des Universums bei – zwei Größenordnungen weniger als die unscheinbaren stellaren Vertreter.

Zudem haben die Forscher auch die verschiedenen Entstehungskanäle für Schwarze Löcher unterschiedlicher Masse erforscht, wie einzelne Sterne am Ende ihres Lebens, Doppelsternsysteme und Sternhaufen. Ihrer Arbeit zufolge entstehen die massereichsten stellaren Schwarzen Löcher hauptsächlich durch dynamische Ereignisse in Sternhaufen. Die Forscher haben insbesondere gezeigt, dass solche Ereignisse erforderlich sind, um die Massenfunktion von zusammenwachsenden Schwarzen Löchern zu erklären, wie sie aus den Gravitationswellenbeobachtungen der LIGO/Virgo-Kollaboration geschätzt wird.

Nicht mit einberechnet sind in der Zahl übrigens substellare Schwarze Löcher, die in der Frühzeit des Universums entstanden sein könnten. Bisher ist man noch nicht sicher, ob sie existieren, aber wenn, dann wird ihre Zahl die ihrer stellaren Geschwister wohl noch bei weitem übersteigen.

Künstlerische Darstellung eines Schwarzen Lochs

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.