Zum dritten Mal ist es gelungen, mit dem Weltraumobservatorium Gaia der Europäischen Raumfahrtagentur ESA ein Schwarzes Loch aufzuspüren. Gaia BH3, so sein Name, erweist sich dabei als das massereichste stellare Schwarze Loch mit 33 Sonnenmassen. Die Beobachtungsdaten zeigen eine geringfügig schwankende Position eines massearmen Sterns am Himmel. Das System befindet sich im Sternbild Adler und ist ungefähr 2000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der massearme Stern umkreist in 11,6 Jahren ein völlig unsichtbares, aber viel massereicheres Objekt: Gaia BH3. Ein Team um Pasquale Panuzzo vom Observatoire de Paris veröffentlichte die Entdeckung in der Fachzeitschrift »Astronomy & Astrophysics«.
Schwarze Löcher mit Gaia
Normalerweise sind Schwarze Löcher bekannt dafür, dass sie Materie und Strahlung aus ihrer Umgebung verschlingen. Wenn das geschieht, wird Materie stark komprimiert, um in das Nadelöhr Schwarzes Loch stürzen zu können. Dabei wird das einfallende Gas auf Millionen Grad aufgeheizt und leuchtet enorm hell, vor allem im Bereich der Röntgenstrahlen. Mit entsprechenden Weltraumobservatorien kann das so sichtbar gemachte Schwarze Loch detektiert werden.
Bei den drei bisher mit Gaia aufgespürten Schwarzen Löchern – Gaia BH1, Gaia BH2 und Neuzugang Gaia BH3, wobei BH für Schwarzes Loch (englisch: black hole) steht – lief das ganz anders. Vom Stern tritt keine Materie zum Schwarzen Loch über, so dass es nicht zum Ausbilden eines gut sichtbaren Röntgendoppelsterns kommen konnte. Die Schwarzen Löcher von Gaia konnten nur indirekt dank ihrer heftigen Gravitationswirkung auf einen jeweils nahen Stern aufgespürt werden. Das führt zu winzigen Positionsschwankungen der umlaufenden Sterne am Himmel und weil Gaia genau das hochpräzise messen kann, fiel das auf (siehe »Die Umlaufbahn des Sterns am Himmel«).
Zudem können Astronominnen und Astronomen eine Tiefeninformation gewinnen und herausfinden, wie die Bewegung des Sterns entlang unserer Sichtlinie verläuft. Kommt er auf uns zu, wird die Sternstrahlung blauverschoben, entfernt er sich, gibt es eine Rotverschiebung. So kann mit Hilfe des Dopplereffekts die Bewegung in 3-D spektroskopisch bestimmt werden. Erst dann sind Fachleute in der Lage, die Masse des Schwarzen Lochs zuverlässig mit dem dritten keplerschen Gesetz zu ermitteln.
Ende 2022 wurde das erste Schwarze Loch mit Gaia entdeckt. Es heißt Gaia BH1, hat zehn Sonnenmassen und ist nur 1550 Lichtjahre entfernt. Gaia BH2 bringt fast neun Sonnenmassen auf die Waage und hat eine Distanz von etwa 3800 Lichtjahren zur Erde (siehe »Übersicht der drei Schwarzen Löcher von Gaia«). Vermutlich ist das erst die Spitze des Eisbergs. Die Fachwelt vermutet einige Millionen der stellaren Schwarzen Löcher im ganzen Milchstraßensystem. Es ist anzunehmen, dass die meisten von ihnen so unscheinbar sind wie die drei Schwarzen Löcher von Gaia.