Wie doppelte Schwarze Löcher entstehen

Gravitationswellen ermöglichen Unterscheidung zwischen verschiedenen Szenarien

Birmingham (Großbritannien) - Die Rotationsachsen von Schwarzen Löchern in Doppelsystemen zeigen nicht in die gleiche Richtung, sondern sind relativ zueinander zufällig orientiert. Darauf deutet eine neue Analyse der bislang vier von der Detektoranlage LIGO in den USA empfangenen Gravitationswellen-Signale durch ein Forscherteam aus Großbritannien und den USA hin. Demnach seien die Schwarzen Löcher vermutlich getrennt entstanden und erst später durch enge Begegnungen in einem dichten Sternhaufen zu einem Doppelsystem geworden, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Der direkte Nachweis der von miteinander kollidierenden und verschmelzenden Schwarzen Löchern erzeugten Gravitationswellen hat uns ein Fenster geöffnet, durch das wir einen Blick auf die Umgebungen werfen können, in denen solche Schwarzen Doppel-Löcher entstehen“, schreiben Will Farr von der University of Birmingham und seine Kollegen. Insgesamt vier solcher Gravitationswellen-Signale hat die kilometergroße Detektoranlage LIGO bislang registriert. Aus dem genauen Verlauf der Signale konnten die Forscher Rückschlüsse auf den jeweiligen Auslöser ziehen: In allen Fällen handelte es sich um stellare Schwarze Löcher, die in weit entfernten Galaxien miteinander kollidiert und zu einem einzigen Schwarzen Loch verschmolzen sind.

Wie aber entstehen solche Doppelsysteme aus Schwarzen Löchern? Zum einen könnten sie aus einem normalen Doppelstern hervorgegangen sein, bei dem beide Sterne am Ende ihres Daseins zu Schwarzen Löchern kollabiert sind. In diesem Fall würden die Astronomen erwarten, dass die Rotationsachsen der beiden Schwarzen Löcher etwa in die gleiche Richtung zeigen. Zum anderen könnten die beiden Schwarzen Löcher aber auch unabhängig voneinander aus Einzelsternen hervorgegangen sein und sich erst anschließend zu einem Doppelsystem vereinigt haben. In diesem Fall würden die Rotationsachsen unabhängig voneinander sein, also in beliebige Richtungen weisen.

Farr und seine Kollegen haben jetzt die von LIGO empfangenen Gravitationswellen-Signale noch einmal einer genauen Analyse unterzogen – und kommen zu dem Schluss, dass die Rotationsachsen der Schwarzen Löcher in den Doppelsystemen rein zufällig zueinander orientiert sind. Es gebe allerdings noch eine zweite – von den Forscher jedoch als eher unwahrscheinlich angesehene – Erklärungsmöglichkeit: Die Schwarzen Löcher könnten extrem langsam rotieren. Die Analyse von etwa zehn weiteren Gravitationswellen-Ereignissen sei notwendig, um hier endgültige Klarheit zu erlangen. Mit Blick auf die bisherige Entdeckungsrate könnte das bereits in wenigen Jahren der Fall sein.

Bildquelle: Nasa

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!