Sonntag, 5. Juni 2011

Wenn ein Schwarzes Loch die Sonne trifft

Grafische Simulation der Schwingungen, die durch die Kollision eines primordialen Schwarzen Lochs mit Sonne innerhalb unseres Zentralgestirns erzeugen würde. | Copyright/Quelle: M. Kesden / S. Hanasoge / arxiv.org

New York/ USA - Bei sogenannten primordialen Schwarzen Löchern handelt es sich um Schwarze Löcher, die sich die sich bereits im Urknall in jenen Raumbereichen gebildet haben, in denen die lokale Massen- und Energiedichte genügend hoch war. Bislang konnten primordiale Schwarze Löcher jedoch noch nie nachgewiesen werden, existieren also nur in der Theorie. Allerdings könnten derartige Schwarze Löcher bereits mit unserer Sonne zusammengetroffen sein oder zusammentreffen. Ein solches Ereignis würde jedoch keine Katastrophe mit sich bringen, dennoch aber messbare Auswirkungen haben.

Bislang haben Astronomen lediglich zwei Arten Schwarzer Löcher nachgewiesen: Zum einen supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien von der millionen- bis milliardenfache Sonnenmasse, deren Ursprung bislang noch Inhalt kontroverser Diskussionen ist und "stellare Schwarze Löcher", dem Ergebnissen von Supernovae, also von Sternenexplosionen am Ende der Lebensphase massereicher Sterne.

Doch zumindest in der Theorie gibt es keinen Grund, weswegen Schwarze Löcher nicht in allen Größen vorkommen können. Tatsächlich vermuten viele Astronomen, dass primordiale Schwarze Löcher relativ klein sein könnten und die kleinsten von ihnen schon gar nicht mehr existieren. Solche kleinen Schwarzen Löcher könnten beispielsweise die Größe von Asteroiden oder Kometen besitzen und frei durchs All ziehen. Möglicherweise, so andere Theorien, könnte genau diese Form Schwarzer Löcher das sein, was die Wissenschaft bislang als "Dunkle Materie" im Universum bezeichnet. Wie sie jedoch gefunden und nachgewiesen werden können, war bislang nicht klar.

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Verschiedene bisherige Theorien, so führt der "The Physics arXiv Blog" (technologyreview.com/blog/arxiv) aus, schlagen vor, dass primordiale Schwarze Löcher durch den Linseneffekt erkannt werden könnten, den sie verursachen, wenn sie - von der Erde aus betrachtet - vor fernen Sternen vorbeiziehen und ihr Schwerkraftfeld das Licht dieser Sterne ablenkt. Andere Theorien glauben, dass solche Schwarze Löcher, wenn sie vergehen, einen Gammastrahlenausbruch von sich geben. Ganz gleich jedoch, welche Theorie man jedoch bevorzugt - keine war bislang erfolgreich, wenn es um den Nachweis primordialer Schwarzer Löcher ging.

In ihrer aktuellen Studie, die Michael Kesden von der "New York University" und Shravan Hanasoge von der "Princeton University" vorab auf "arxiv.org" publiziert haben, erläutern die Forscher nun den Effekt, den ein solches primordiales Schwarzes Loch haben würde, wenn es mit der unserer Sonne zusammentreffen würde und wie er zudem relativ leicht nachzuweisen wäre.

Statt in einer Katastrophe zu enden, könnte ein asteroiden- oder kometengroßes Schwarzes Loch nicht nur mit der Sonne zusammenstoßen, sondern diese auch durchdringen und dabei lediglich einen leichten Röntgenstrahlenausstoß erzeugen, wie er so gering wäre, dass er in der Hintergrundstrahlung unbemerkt verpuffen würde und für Astronomen also nicht zu erkennen wäre.

Kesden und Hanasoge gehen hingegen davon aus, dass eine solche Kollision zudem Überschallturbulenzen erzeugen würde, wie sie unser Zentralgestirn zum Klingen bringen würden, wie eine Glocke. Zugleich haben die Wissenschaftler grafisch simuliert, wie die hierbei verursachten Schwingungen innerhalb und durch die Sonne wandernd aussehen würden.

Die beiden Forscher kommen zudem zu dem Schluss, dass ein solches Ereignis schon mit den heutigen Sonnenobservatorien als regelrechter Sonnen-Schluckauf zu erkennen sein sollte und sich möglicherweise bereits mehrfach ereignet hat.

Da Zusammenstöße zwischen primordialen Schwarzen Löchern und der Sonne allerdings eher selten sein dürften, schlagen die Forscher vor, auch die von solchen Ereignissen ausgelösten Schwingungen anderer Sterne und Sternentypen zu simulieren und nach diesen Eigenschaften anhand ferner Sonnen zu suchen. Auch hier könnten Missionen wie CoRot und Kepler genau diese Merkmale erkennen und damit die Existenz primordialer Schwarzer Löcher nachweisen.

Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / arxiv.org / technologyreview.com/blog/arxiv
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
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