Zusammengehalten von einem Schwarzen Loch

  • Gesamtbild des Orionnebels mit dem Sternhaufen im Zentrum.
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    foto: nasa/esa/hubble space telescope

    Gesamtbild des Orionnebels mit dem Sternhaufen im Zentrum.

  • Im Infrarotbereich können 
Astronomen durch die Wolke sehen und die tausenden lichtschwachen Sterne des Haufens in ihrem Inneren sichtbar machen. Auf dieser Aufnahme der Europäischen Südsternwarte ist das sogenannte Trapez aus vier hellen Sternen im Zentrum besonders gut 
erkennbar. Zwischen ihnen würde sich das hypothetische Schwarze Loch befinden.
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    foto: eso/m.mccaughrean et al. (aip)

    Im Infrarotbereich können Astronomen durch die Wolke sehen und die tausenden lichtschwachen Sterne des Haufens in ihrem Inneren sichtbar machen. Auf dieser Aufnahme der Europäischen Südsternwarte ist das sogenannte Trapez aus vier hellen Sternen im Zentrum besonders gut erkennbar. Zwischen ihnen würde sich das hypothetische Schwarze Loch befinden.

Sternhaufen im Orionnebel zeigt ungewöhnliche Eigenschaften - Forscher könnten Lösung per Computermodell gefunden haben

Bonn - Etwa 1.300 Lichtjahre von uns entfernt liegt der Orionnebel, ein von der Erde aus gut sichtbarer Emissionsnebel. Zugleich ist er ein aktives Sternentstehungsgebiet, in dessen Innerem sich etwa 5.000 junge Sterne befinden. Beobachtungen zeigen, dass sich der zentrale Sternhaufen im Nebel erst zu einer Zeit gebildet hat, als bereits der Homo erectus über die Erde wandelte.

Auffälligkeiten

Und diese Sterne verhalten sich ungewöhnlich: "Die Sterne nahe des Zentrums im sogenannten Trapez des Haufens tanzen schneller umeinander, als man aufgrund der sichtbaren Materie erwarten würde", sagt Pavel Kroupa vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn. "Das zentrale Trapez müsste sich deshalb eigentlich auflösen." Trotz des Alters der Sternengruppe ist das bislang aber nicht geschehen.

"Die Verteilung der Masse der Sterne ist ebenfalls sehr ungewöhnlich", berichtet der Astrophysiker weiter. Im Vergleich zur Zahl der Sterne mit geringer Masse gebe es zu wenig massereiche Sterne. Die Wissenschafter vermuten, dass es im Sternhaufen des Orionnebels irgendeine unsichtbare Materie geben könnte, die die Struktur zusammenhält. Im "Astrophysical Journal" berichtet ein internationales Astronomenteam, welchen Kandidaten für diese unsichtbare Materie sie mittels Computersimulation errechnet haben: ein massereiches Schwarzes Loch.

Die Vorgangsweise

Um die Bildung des Orionhaufens besser verstehen zu können, simulierten die Wissenschafter seine Entstehung aus einer Molekülwolke am Computer. "Wir haben hierfür eine neue Methode entwickelt, um die Wechselwirkung des Gases mit der Strahlung der sich bildenden schweren Sterne zu berechnen. Das Gas in der Nähe der Sterne wird aufgeheizt, und damit steigt der Druck und das Gas expandiert explosionsartig aus dem jungen Haufen", erklärt Ladislav Subr von der Karls-Universität Prag.

Die Astronomen berechneten die Entwicklung der massereichen Sterne im Orionhaufen und untersuchten außerdem ihre Kollisionen untereinander. "Die Berechnungen zeigen, wie das Gas aus dem Haufen getrieben wurde und der Haufen allmählich expandierte", beschreibt Holger Baumgardt von der University of Queensland in Brisbane die ablaufenden Prozesse. Die massereichen Sterne wanderten demnach ins Haufenzentrum, wo viele von ihnen heraus geschleudert wurden, während andere miteinander kollidierten. Subr: "Im Zentrum des Haufens entstand oftmals ein sehr massereicher Stern, der sich am Ende seiner Lebenszeit in ein schweres Schwarzes Loch verwandelte, welches bis zu einige hundert Sonnenmassen wog."

Laut Kroupa wäre das Vorhandensein eines Schwarzen Loch die Antwort insbesondere auf die geringe Anzahl massereicher Sterne, die noch im Haufen vorhanden sind, sowie auf die hohe Geschwindigkeit der Sterne im Zentrum: "Mit unseren Berechnungen können wir nahezu alle Eigenschaften des Orionhaufens erklären." 

Überprüfung steht noch aus

Das Schwarze Loch lässt sich nicht direkt beobachten. Allerdings deuten die Simulationen darauf hin, dass es Teil eines kompakten Doppelsternsystems ist. Im Orionhaufen würde dann der Begleiter des jeweiligen Doppelsterns in periodischen Abständen nahe am Schwarzen Loch vorbeifliegen und dabei Gas auf es stürzen lassen. "In diesem Fall würde das Schwarze Loch als helle Röntgenquelle am Himmel erscheinen", so Kroupa. Damit könnte die Existenz des Schwarzen Loches mit Beobachtungen nachgeprüft werden. (red, derStandard.at, 15. 9. 2012)

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