Les høyt På sporet av gravitasjonsfeller. Sorte hull er umettelige kjertler i verdensrommet. Nye observasjoner viser mer og mer av deres mangfold og opprinnelse. De kosmiske støvsugerne påvirker galaksenes utvikling og kan bokstavelig talt riste rom og tid. Ingenting kan unnslippe dem, ikke engang lyset. Likevel mangler ikke astronomer og fysikere opplysende funn. Etter at de kosmiske malstrømmer har vært det ubestridte domenet til teoretikere i flere tiår, er det nå en flom av observasjoner. De angår ensomme, skjulte mørke og brute energy hurlers og gigantiske massemonstre i sentrum av fjerne galakser.
Stellare sorte hull er så tunge som tre til noen få dusin soler, men bare noen få kilometer høye. Det har vært kjent i lang tid at de er kroppene til utbrente, massive stjerner hvis kjerner støtter hverandre. Forskerne pusler fremdeles over de eksakte prosessene. Det er for eksempel uklart om en stjerne kan kollapse direkte til et svart hull eller om den først eksploderer som en supernova. I den andre enden av spekteret av kosmiske malstrømmer er de galaktiske eller supermassive sorte hullene. De veier så mye som en million til hundre milliarder soler. Kanskje hver galakse har et så tungt, mørkt hjerte. I mellomtiden er det økende indikasjoner på at disse sentrale massekonsentrasjonene har påvirket utviklingen av Melkeveien, og kanskje til og med startet den opp i utgangspunktet. Uansett hvordan de ble til, påvirker de mørke "hjertene" utviklingen av galakser, for eksempel formen og stjernedannelsesfrekvensen. Så sorte hull er nærmere oss enn vi tror: hvis de ikke var det, ville de kosmiske forholdene utviklet seg ganske annerledes, og da ville det sannsynligvis ikke være noen mennesker i det hele tatt. Det er utrolig at en gjenstand som er mindre enn solsystemet kan påvirke en enorm galakse av milliarder av stjerner.
Stellare og galaktiske sorte hull er ikke alt som naturen har å tilby i kosmiske colossi. Nylig fant flere japanske og amerikanske forskningsgrupper uavhengig indikasjoner på at det også er mellomstore sorte hull - himmellegemer som er 100 til 10.000 ganger tyngre enn solen, men mindre enn månen vår. De forråder seg ved subtile forandringer i røntgenspektret av galakser, som ble spilt inn med den tyske røntgensatellitten Rosat og den japanske ASCA. Kollisjonen av stjernersorte sorte hull er den mest sannsynlige måten å danne middels sorte hull. Selv om en frontalkollisjon i verdensrommet er ekstremt usannsynlig. Men flertallet av stjernene i universet er ikke alene, men sirkler rundt et felles fokus i toere eller treere. Når de har masse nok, kollapser de på slutten av livet til svarte hull som fortsetter den kosmiske dansen. Men tyngdekraften går tapt. Dette energitapet setter i gang en spiral av ødeleggelse: de sorte hullene nærmer seg og kolliderer til slutt. Fysikere ligger allerede i vente med å måle disse kosmiske sjokkene. "Å kollidere svarte hull er blant de mest lovende kandidatene for å oppdage gravitasjonsbølger, " sier Edward Seidel, professor ved Max Planck Institute for Gravitational Physics i Golm nær Potsdam. Med kollegene Bernd Brügmann og Werner Benger, så vel som utenlandske forskere, har han for første gang beregnet nøyaktig hva som skjer i en slik kollisjon.
Beregningene viser at hendelseshorisontene til de svarte hullene forvrenger peanøttformet før de slås sammen som to dråper vann. Styrken til gravitasjonsbølgene øker raskt i løpet av noen få milliondeler av et sekund. Deres frekvens øker også raskt. To sorte hull på 10 og 15 solmasser, som faller ned i hverandre i en avstand på omtrent 50 kilometer på under 0, 2 promille av et sekund, avgir omtrent en prosent av deres totale masse i form av gravitasjonsbølger. "Dette er en gigantisk mengde energi, som er omtrent tusen ganger større enn strålingen som solen vår har gitt ut i løpet av deres fem milliarder år i livet, " sier Bernd Brügmann. Til slutt, som i en kirkeklokke, forsvinner vibrasjonene gradvis, mens hendelseshorisonten til de forente svarte hullene igjen får en sfærisk form.
På jorden kan selvfølgelig knapt noe merkes fra disse kosmiske supercrashene. Men med nye gravitasjonsbølgedetektorer, som vil begynne målingene de kommende månedene, ønsker fysikere å bevise vibrasjonene. Det vil ikke være lett - men det er ikke å forvente av kosmiske tungvektere.

=== Rüdiger Vaas

© science.de

Anbefalt Redaksjonens