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Schwarze Löcher, Sternenwiegen und Planeten

Schwarze Löcher sind ein so extremes Phänomen des Kosmos, dass in ihnen sogar unsere klassische Physik versagt. Nichts entkommt der enormen Anziehungskraft dieser Massemonster. Doch dass im Herzen der Milchstraße und fast jeder anderen Galaxie ein supermassereiches Schwarzes Loch sitzt, haben Astronomen erst durch das Hubble-Teleskop entdeckt.

Dieser Jet geht von einem Schwarzen Loch im Zentrum der aktiven Galaxie M87 aus – ihr Urheber selbst ist nicht sichtbar. © NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Denn die hohe Auflösung des Teleskops löste eines der größten Probleme bei der Fahndung nach solchen Giganten unter den Schwarzen Löchern: Sie selbst sind unsichtbar, weil sie sogar das Licht verschlucken. Ausfindig machen kann man sie daher nur anhand ihrer Wirkungen – auf die Materie, die sie verschlingen, aber auch auf die Bewegungen der Sterne in ihrem näheren Umfeld. Mit Hubble ließ sich diese Bewegung messen und damit auch indirekt die Masse des Schwarzen Lochs.

Ein Riese im Zwerg

Einige dieser Beobachtungen sorgten für Erstaunen. So entdeckten Astronomen im Jahr 2014 eine vergleichsweise winzige Galaxie mit einem gigantischen Schwarzen Loch. Obwohl der Galaxienzwerg 500 Mal kleiner ist als die Milchstraße, ist seine Singularität fünfmal massereicher als in unserer Galaxie. 15 Prozent der gesamten Galaxienmasse stammt vom Schwarzen Loch.

Seltsam ist dies deshalb, weil man bisher man davon ausging, dass Schwarze Löcher und ihre Galaxien proportional zueinander sind. „Das könnte darauf hindeuten, dass Zwerggalaxien die bei Kollisionen übriggebliebenen Relikte Überreste größerer Sternenansammlungen sind“, meint Anil Seth von der University of Utah. „Wir kennen keinen anderen Weg, durch den ein so großes Schwarzes Loch in einem so kleinen Objekt entstehen kann.“

Diese Hubble-Aufnahme zeigt das Nachglühen eines fernen Gammastrahlen-Ausbruchs. Hubble nahm das Bild im Nah-Infrarot auf, nachdem ein Gammstrahlen-Teleskop den Ausbruch in vier Milliarden Lichtjahren Entfernng registriert hatte. © NASA, ESA, N. Tanvir (University of Leicester), A. Fruchter (STScI), and A. Levan (University of Warwick)

Quasare und Gammablitze

Quasare galten lange Zeit einfach als mysteriöse, aber sehr helle Strahlenquellen im fernen Universum. Woraus sie bestanden, war unklar. Erst Beobachtungen mit dem Hubble-Teleskop zeigten, dass es sich dabei um aktive Galaxienkerne handelt – extrem energiereiche und hell leuchtende Regionen im Herzen dieser Sternenansammlungen, deren „Motor“ das zentrale Schwarze Loch ist. 2012 gelang es Astronomen erstmals, Augenzeugen bei der Geburt eines solchen Quasars zu werden.

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Während Quasare über lange Zeiträume hinweg leuchten, sind Gammastrahlenausbrüche kurz, aber dafür umso heftiger: Innerhalb weniger Sekunden bis Minuten setzen sie mehr Energie frei als die Sonne in Milliarden von Jahren. Was diese Gammablitze verursacht, blieb jedoch lange rätselhaft. Mit dem Hubble-Teleskop konnten Astronomen die Himmelsregionen näher unter die Lupe nehmen, in denen die Gammastrahlen-Observatorien solche Blitze registrierten. Dabei zeigte sich, dass diese Strahlungsausbrüche zumindest zum Teil bei Supernovae entstehen können.

Der Orionnebel gehört zu den bekanntesten Sternenwiegen in unserer kosmischen Umgebung. Die Aufnahmen des Hubble-Teleskops enthüllten die dynamischen Vorgänge in dieser Sternbildungs-Region. © NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Sternenwiegen und Planeten

Mit Hilfe von Hubble haben Astronomen auch wertvolle Blicke in die Kinderstuben von Sternen und Planeten geworfen. Einige der bekanntesten Aufnahmen des Teleskops zeigen die bunte Pracht dieser Gas- und Staubwolken, unter anderem im Orionnebel oder im Carinanebel. Ebenfalls zu den Highlights gehören die unzähligen Aufnahmen von dem, was am Ende eines Sterns übrigbleibt: Planetare Nebel und Supernova-überreste.

Auch an der Suche nach Erdzwillingen und ihrer Erforschung ist das Hubble-Teleskop beteiligt. So gelang ihm 2008 das erste Portrait eines extrasolaren Planeten im sichtbaren Licht. Es entdeckte zudem den ersten Wasserplaneten – eine wolkenverhangene Welt, die komplett von einem Ozean bedeckt ist. Und dank seiner Daten wissen wir auch, dass Staubscheiben um junge Sterne absolut nichts Ungewöhnliches sind – sogar im Herzen der Milchstraße gibt es diese Vorstufen von Planetensystemen.

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Nadja Podbregar
Stand: 24.04.2015

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Das Weltraumteleskop Hubble
Ein Teleskop revolutioniert unsere Sicht des Kosmos

Ein echter Star
Was macht das Weltraumteleskop so erfolgreich?

Gezielter Blick
Wie findet Hubble seine Zielobjekte?

Hubbles Augen
Wie funktioniert das optische System des Teleskops?

Das Eckige muss ins Runde
Hubbles Flügel - die Solarsegel des Teleskops

Hubbles Vermächtnis
Die wissenschaftlichen Highlights des Teleskops

Expansion und Dunkle Materie
Was Hubble über die dunkle Seite unsere Kosmos verriet

Schwarze Löcher, Sternenwiegen und Planeten
Noch mehr Hubble-Highlights

Und die Zukunft?
Wie es mit Hubble weitergeht

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