Schwarze Löcher sind die gewaltigsten Kraftwerke im Kosmos: Der Einfall von Materie in die Schwerkraft-Fallen setzt Strahlung frei, die noch über Milliarden von Lichtjahren hinweg beobachtbar ist.

Schon im 18. Jahrhundert kamen Forscher wie John Michell und Pierre Laplace auf die Idee, es könne "dunkle Sterne" geben, deren Schwerkraft so groß ist, dass nicht einmal Licht von ihrer Oberfläche ins All entkommen kann.

Keinerlei Information kann nach außen dringen

Doch erst die Allgemeine Relativitätstheorie Albert Einsteins ermöglichte es, einen solchen Extremzustand physikalisch exakt zu beschreiben. Der deutsche Astronom Karl Schwarzschild war 1916 der erste, der die komplizierten Gleichungen löste — während er als Soldat im ersten Weltkrieg an der Front in Russland diente.

Presst man genügend Materie auf engem Raum zusammen, so Schwarzschilds Ergebnis, dann wird die Schwerkraft schließlich so groß, dass sich ein "Ereignishorizont" bildet. Er umschließt einen Bereich, aus dem keine Strahlung und keine Information nach außen gelangen kann.

Innerhalb des Horizonts gerät die Schwerkraft geradezu außer Kontrolle: Die Materie stürzt unaufhaltsam immer weiter zusammen. Ein Punkt unendlicher Dichte und unendlicher Schwerkraft entsteht, die sogenannte Singularität.

In der Natur entstehen Schwarze Löcher aus großen Sternen am Ende ihres Lebens. Wenn ihr Vorrat an Kernbrennstoff aufgebraucht ist, vergehen diese Sterne in einer gewaltigen Supernova-Explosion. Die Detonation schleudert zwar einen großen Teil der Sternenmaterie ins All hinaus, aber der innere Kern des Sterns stürzt in sich zusammen. Enthält dieser Kern mehr als das Zweieinhalbfache der Sonnenmasse, so ist der Kollaps selbst durch die starke Kernkraft nicht mehr aufzuhalten — ein Schwarzes Loch entsteht.

Paradoxe Strahler

So paradox es ist: Obwohl aus diesen Objekten kein Licht entkommen kann, verraten sie sich doch durch ihre Strahlung. Genauer: Durch Strahlung, die in ihrer unmittelbaren Umgebung entsteht. Kosmischen Staubsaugern gleich ziehen Schwarze Löcher mit ihrer ungeheuren Schwerkraft Gas aus ihrer Umgebung an.

Doch dieses Gas fällt nicht direkt in den Schlund eines Schwarzen Lochs hinein — es sammelt sich zunächst in einer schnell rotierenden Scheibe um das Schwerkraftmonster an. Dort heizt es sich durch Reibung gewaltig auf und sendet dadurch Strahlung in allen Wellenlängenbereichen aus — charakteristische Strahlung, die den Astronomen die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs verrät.

Nach heutigen Kenntnissen beherbergt nahezu jede Galaxie in ihrem Mittelpunkt ein solches Monster mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse unserer Sonne. Der Einfall von Materie lässt manche dieser supermassiven Schwarzen Löcher als "Quasare" aufleuchten, als kosmische Leuchtfeuer, die mehr Strahlung aussenden als ganze Galaxien. Auch unsere Milchstraße besitzt in ihrem Herzen ein Schwarzes Loch mit einer Masse von rund vier Millionen Sonnen.

Die Suche geht weiter

Den Rekord hält die 3,5 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie OJ 287 mit einem Schwarzen Loch, das 18 Milliarden Sonnenmassen auf die Waage bringt. Eine Möglichkeit ihrer Entstehung ist, dass in dichten Sternhaufen viele Schwarze Löcher zu größeren Schwarzen Löchern verschmolzen sind, die ebenfalls mehrere tausend Sonnenmassen enthielten. Diese Schwerkraftfallen mittlerer Größe sind dann durch weitere Zusammenstöße zu Monstern angewachsen.

Zumindest einige solcher Schwarzer Löcher mittlerer Masse sollten bis heute überlebt haben. Nach ihnen suchen die Astronomen mit großem Aufwand — bislang ohne Erfolg. Ein guter Kandidat ist der Kugelsternhaufen Omega Centauri, der zehn Millionen Sterne enthält. Und, möglicherweise, ein Schwarzes Loch mit der 40.000-fachen Sonnenmasse. Doch noch ist diese Hypothese umstritten. Die Suche geht also weiter.