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Schwarze Löcher doch kleiner als gedacht?

Forschungsergebnisse ermöglichen präzisere Bestimmung der Masse

Skizze einer flachen Akkretionsscheibe, die um ein Schwarzes Loch herumwirbelt. © NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital

Schwarze Löcher sind womöglich bis zu zehn Mal kleiner als bislang angenommen. Zu diesem Schluss sind Göttinger Astrophysiker jetzt in einer neuen Studie im Wissenschaftsmagazin „Nature“ gekommen, in der sie 37 Galaxien unter die Lupe genommen haben.

Supermassereiche Schwarze Löcher stehen in den Zentren von Galaxien und haben eine Masse von bis zu einer Milliarde Sonnenmassen. Sie sind umgeben von einer sogenannten Akkretionsscheibe, in der sich die zentrale Materie der Galaxie ansammelt. Materie am Innenrand der Scheibe stürzt aufgrund der hohen Anziehungskraft des Schwarzen Lochs mit sehr großer Geschwindigkeit in dieses hinein.

Lichtemissionen von insgesamt 37 Galaxien analysiert

Die Forscher der Universität Göttingen um Wolfram Kollatschny und Matthias Zetzl analysierten die Lichtemissionen von insgesamt 37 Galaxien und konnten dabei erstmals eindeutig die Umlaufgeschwindigkeit der Scheibenmaterie messen. Mit dem dritten Keplerschen Gesetz lässt sich anhand der Umlaufgeschwindigkeit und dem Abstand der Körper voneinander die Masse des Schwarzen Lochs berechnen.

Massen geringer als gedacht

Die daraus berechneten Massen sind nach Angaben der Wissenschaftler weit geringer als bisher angenommen, und da die Masse von Schwarzen Löchern proportional zu ihrer Größe ist, sind diese damit auch kleiner als vermutet.

Die Forscher registrierten Rotationsgeschwindigkeiten zwischen einigen hundert und einigen tausend Kilometern pro Sekunde. Nach Innen, also in Richtung des Schwarzen Lochs, nimmt die Geschwindigkeit zu – analog dazu bewegen sich in unserem Sonnensystem die inneren Planeten schneller als die äußeren.

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Geometrie der Materiewolken enthüllt

Darüber hinaus konnten die Göttinger Astrophysiker erstmals Aussagen über die Geometrie der Materiewolken in der Umgebung eines Schwarzen Lochs machen: Bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten ist die umgebende Materie den Forschern zufolge in Form einer flachen Scheibe angeordnet, bei langsam rotierenden Schwarzen Löchern in Form einer dicken Scheibe. (Nature 2011; doi: 10.1038/nature09761)

(Universität Göttingen, 17.02.2011 – DLO)

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