special - Carl Zeiss

Schwarze Löcher
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Schwarze Löcher wurden als mathematische
Singularität im Rahmen
der allgemeinen Relativitätstheorie
von Albert Einstein vorausgesagt.
Einstein selbst soll
aber an die reale Existenz solcher
Objekte nie geglaubt haben. Es
war der damalige Direktor des
Astrophysikalischen Observatoriums
Potsdam, Karl Schwarzschild,
der während des Ersten Weltkriegs
im Jahre 1916 eine Lösung
der Einstein’schen Feldgleichungen
für den Fall einer in einem
Punkt ohne Ausdehnung vereinigten
Masse angeben konnte: ein
so genanntes Schwarzes Loch.
Durch populärwissenschaftliches Interesse
und die Science Fiction Literatur
ist die von Schwarzschild vorhergesagte
Eigenschaft eines Ereignishorizonts,
jenseits dessen keinerlei Materie
oder Strahlung aus dem Gravitationspotential
eines Schwarzen Lochs
entfliehen kann, einem größeren Publikum
bekannt geworden. Die Existenz
von Schwarzen Löchern gilt
heute durch zahlreiche astrophysikalische
Messungen als gesichert. Obwohl
per definitionem ein solches
Objekt nicht „zu sehen“ ist, kann aus
der Wirkung eines Schwarzen Lochs
auf seine Umgebung auf seine
Existenz geschlossen werden, so etwas
aus der beobachteten Orbitalbewegung
von Sternen in der unmittelbaren
Nachbarschaft der Singularität.
Schwarze Löcher machen in spektakulärer
Weise durch den Einfall von
Masse (Akkretion) auf sich aufmerksam,
der zur Ausbildung einer Akkretionsscheibe
führt, innerhalb derer die
Materie in einer Spirale unaufhaltsam
in Richtung des Ereignishorizontes fällt
und sich dabei zu extremen Temperaturen
aufheizt. Die damit verbundene
Energieabstrahlung des Millionen Kelvin
heißen Plasmas wird besonders
intensiv im Röntgenbereich sichtbar.
Besonders aus der Beobachtung mit
dem ROSAT Weltraumteleskop wissen
Astronomen, dass der Kosmos
voll von supermassereichen Schwarzen
Löchern ist, die im Zentrum von
Galaxien sitzen. Man glaubt heute,
dass praktisch jede Galaxie von der
Größe unserer Milchstraße in ihrem
Zentrum ein Schwarzes Loch beherbergt,
typischerweise mit einer Masse
von etlichen Millionen Sonnenmassen.
Aufgrund von ROSAT Beobachtungen
kennen wir auch sog. ultraleuchtkräftige
Röntgenquellen (ULX),
die eine millionenfach größere Röntgenleuchtkraft
als die Gesamtleuchtkraft
der Sonne besitzen. Diese finden
sich allerdings nicht im dynamischen
Zentrum von Galaxien, sondern
überwiegend in Regionen mit
andauernder Sternentstehung oder
relativ jungen Sternen. Man glaubt,
dass es sich im Unterschied zu supermassereichen
Schwarzen Löchern,
die ihre enorme Masse durch Akkretion
angesammelt haben, um
Schwarze Löcher in einem mittleren
Massenbereich von bis zu ≈100 Sonnenmassen
handelt. Bisher sind erst
wenige Kandidaten bekannt.
Martin Matthias Roth,
Astrophysikalisches Institut Potsdam
http://www.aip.de
Innovation 16, Carl Zeiss AG, 2005