Schwarze Löcher besitzen eine extrem hohe Schwerkraft. Nun gibt es Hinweise, die auf eine Verschmelzung zweier dieser astronomischen Objekte schließen lassen. Das mit Gravitationswellen entdeckte Ereignis bringt jedoch bisherige Theorien ins Wanken.
Physiker und Physikerinnen haben das bisher massereichste Verschmelzen zweier schwarzer Löcher aufgespürt. Die Forschungsgruppe LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) stieß auf die astronomische Besonderheit durch das Einfangen von Gravitationswellen, deren Existenz erst vor einigen Jahren nachgewiesen werden konnte. Die Masse des durch Verschmelzung entstandenen neuen schwarzen Loches ist über 224 Mal so groß wie die Masse der Sonne, schreibt die Forschungsgruppe laut Mitteilung der University of Birmingham.
Dem Forschungsteam zufolge wurde das Ereignis bereits am 23. November 2023 von den beiden LIGO-Gravitationswellen-Detektoren in den USA eingefangen. Die Form der fünf Schwingungszyklen, die von den hochsensiblen Geräten aufgezeichnet wurden, deutet auf die Verschmelzung zweier schwarzer Löcher hin. Die mit "GW231123" bezeichnete Kollision habe in mehr als drei Milliarden Lichtjahren Entfernung stattgefunden, wie das LVK-Team berichtet.
Wegen der vielen Besonderheiten und offener Fragen brauchte das Team einige Zeit, um die Daten zu veröffentlichen. "Die schwarzen Löcher scheinen sich sehr schnell zu drehen - nahe der Grenze, die Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie zulässt", erklärt Charlie Hoy von der University Portsmouth. "Das macht das Signal schwer modellier- und interpretierbar."
Zwei Giganten verschmelzen zu etwas "Verbotenem"
Die beiden verschmolzenen schwarzen Löcher besaßen etwa die 100- beziehungsweise 140-fache Masse der Sonne. Ihre Existenz steht damit im Widerspruch zu bisherigen Modellen der Sternenentwicklung.
Professor Mark Hannam von der Cardiff University und Mitglied der LIGO Scientific Collaboration wagt einen Erklärungsversuch: "Dies ist das massereichste Doppelsternsystem schwarzer Löcher, das wir je durch Gravitationswellen beobachtet haben. Es stellt eine echte Herausforderung für unser Verständnis der Entstehung schwarzer Löcher dar ... Schwarze Löcher dieser Masse sind in gängigen Sternentwicklungsmodellen verboten. Eine Möglichkeit ist, dass die beiden schwarzen Löcher in diesem Doppelsternsystem durch frühere Verschmelzungen kleinerer schwarzer Löcher entstanden sind."
Durch das Einfangen von Gravitationswellen konnten bisher etwa 300 Verschmelzungen schwarzer Löcher entdeckt werden. Das zuvor massereichste bestätigte Doppelsternsystem schwarzer Löcher wurde mit dem 140-Fachen der Sonnenmasse angegeben. Die Masse des neu entdeckten Objektes ist um ein Vielfaches höher und damit ein neuer Rekordhalter.
Die Ergebnisse des Forschungsteams wurden auf der Edoardo Amaldi Conference on Gravitational Waves im schottischen Glasgow vorgestellt. Die Forschenden kündigten an, ihre Messdaten auch anderen Wissenschaftlern zur Verfügung zu stellen, damit sie eigene Analysen durchführen und darauf basierende Erkenntnisse gewinnen können.
