Detektion von Schwarzen Löchern

Der Ereignishorizont definiert eine Grenze, die ein Schwarzes Loch umgibt und innerhalb derer die Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit übersteigt.

Da Lichtphotonen nicht entkommen können, können Ereignisse, die innerhalb des Ereignishorizonts stattfinden, nicht gesehen werden. Wie können Astronomen also ein Schwarzes Loch nachweisen?

Die enorme Schwerkraft des Schwarzen Lochs zieht alle Materie in der Nähe an. Wenn diese Materie über den Ereignishorizont fällt, bildet sie eine strudelartige Scheibe um den Ereignishorizont, die als Akkretionsscheibe bezeichnet wird.

Knapp außerhalb des Ereignishorizonts ist die Geschwindigkeit der Materie nur geringfügig geringer als die Lichtgeschwindigkeit. Teilchen, die sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen, wechselwirken miteinander und erhöhen dadurch die Temperatur der Akkretionsscheibe. Bei sehr hohen Temperaturen sendet die Materie Röntgenstrahlung aus, die die Astronomen mit den weltraumgestützten Teleskopen nachweisen können.

Ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie kann durch Beobachtung der Umlaufzeit der Sterne in seiner Nähe nachgewiesen werden. Mit Hilfe des dritten Keplerschen Hauptsatzes der Planetenbewegung kann die Masse eines solchen Schwarzen Lochs abgeschätzt werden.