Ein schwarzes Loch mittlerer Masse im Herzen der Milchstraße?

Sowohl elliptische als auch Spiralgalaxien beherbergen in ihren Zentren schwarze Löcher mit der millionen- oder gar milliarden­fachen Masse unserer Sonne. Solche super­masse­reichen schwarzen Löcher lassen sich bereits im jungen Kosmos, einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, nach­weisen. Wie aber konnten derart masse­reiche Objekte in so kurzer Zeit ent­stehen? Eine befrie­digende Antwort auf diese Frage konnten die Astro­nomen bislang nicht finden.

Das heute favorisierte Szenario geht von stellaren schwarzen Löchern in kompakten Stern­haufen aus, die in einer Art Ketten­reaktion in relativ kurzer Zeit zu immer größeren schwarzen Löchern mit der mehr­tausend­fachen Masse der Sonne ver­schmelzen. Diese schwarzen Löcher mitt­lerer Masse ver­schmelzen dann im nächsten Schritt in den dichten Zentren der Galaxien zu super­masse­reichen schwarzen Löchern. Doch das Szenario hat ein Problem: Zwar haben Astro­nomen eine Reihe von Strah­lungs­quellen gefunden, die als Kandi­daten für schwarze Löcher mitt­lerer Masse infrage kommen – ein defini­tiver Beweis für die Exis­tenz der Mittel­gewichte steht jedoch bislang aus.

Tomoharu Oka von der Keio Universität im japanischen Yokohama und seine Kollegen sind einem solchen Beweis jetzt einen großen Schritt näher gekommen. Bei Beob­ach­tungen mit dem Atacama Large Milli­meter/Submilli­meter Array, einer aus 66 Antennen beste­henden Radio­tele­skop-Anlage in Chile, stießen die Forscher sechzig Licht­jahre vom galak­tischen Zentrum ent­fernt auf eine Wolke aus moleku­larem Gas, in der sich das Gas mit unge­wöhn­lich hoher Geschwin­dig­keit von hundert Kilo­metern pro Sekunde bewegt. Computer­simula­tionen des Teams zeigen, dass sich die kine­ma­tische Struktur der Wolke am besten mit der Anzie­hungs­kraft eines schwarzen Lochs mit der 10.000-fachen Sonnen­masse im Inneren der Wolke erklären lässt.

Mithilfe weiterer ALMA-Beobachtungen konnten Oka und seine Kollegen diesen Verdacht jetzt mit einem weiteren Beweis­stück unter­mauern: Die Astro­nomen identi­fi­zierten eine punkt­förmige Strah­lungs­quelle nahe dem Zentrum der Molekül­wolke. „Diese punkt­förmige Kontinuums­quelle zeigt ein breites Spektrum, das dem Spektrum des super­masse­reichen schwarzen Lochs im galak­tischen Zentrum ähnelt – ledig­lich mit einem Fünf­hundert­stel der Leucht­kraft“, schreiben die Forscher. Damit sei die punkt­förmige Quelle „der bis­lang viel­ver­sprechend­ste Kandidat für eine schwarzes Loch mitt­lerer Masse.“ Weitere Beob­ach­tungen, wie beispiels­weise eine Über­wachung der Strah­lungs­inten­sität in ver­schie­denen Wellen­längen­bereichen, könnte den Verdacht in den kommen­den Jahren erhärten und viel­leicht schon bald zum lange ersehnten defini­tiven Nach­weis eines schwarzen Lochs mitt­lerer Masse führen.

Rainer Kayser

RK