Schwarze Löcher sind eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins, ihre mögliche Existenz wurde aber auch schon von Laplace um 1800 diskutiert. Am Rande eines schwarzen Loches wird die Schwerkraft so stark, daß selbst Licht nicht mehr entweichen kann. Schwarze Löcher sind also die schwärzesten Körper, die wir kennen.
Innerhalb eines schwarzen Loches brechen unsere üblichen Vorstellungen von Raum und Zeit zusammen. Zeit verwandelt sich in Raum und Raum in Zeit. Prinzipiell kann jeder Körper in ein schwarzes Loch verwandelt werden, allerdings müßte man ihn hierfür enorm komprimieren. Wollte man beispielsweise unsere Sonne in ein schwarzes Loch verwandeln (was glücklicherweise nach unseren gegenwärtigen Erkenntnissen kaum möglich sein dürfte), so müßte man sie von ihrem gegenwärtigen Durchmesser von 1.4 Millionen Kilometern auf 6 Kilometer zusammenpressen.
Nach der Theorie der Sternentwicklung sind schwarze Löcher die Endstadien sehr massereicher blauer Sterne. Es ist daher zu vermuten, daß es in unsere Milchstraße viele schwarze Löcher gibt, die allerdings typischerweise nur einige Sonnenmassen schwer sind. In einigen Dopplesternsystemen konnte man solche schwarzen Löcher auch mit großer Wahrscheinlichkeit nachweisen.
Extrem massereiche schwarze Löcher vermutet man in den Kerngebieten vieler Galaxien. Nur dadurch lassen sich die sehr ungewöhnlichen Eigenschaften und extrem hohen Leuchtkräfte einiger Galaxienkerne erklären. Im Falle der sogenannten Quasare und Seyfert-Galaxien kann die Leuchtkraft des Galaxienkerns mehr als das hundertfache der Leuchtkraft aller Sterne der Galaxie errreichen.
Diese gewaltigen Energiemengen können freigesetzt werden, wenn man Gas auf ein schwarzes Loch von hundert Millionen Sonnenmassen einströmen läßt. Bevor das Gas vom schwarzen Loch verschluckt wird, können um die 10% seiner Ruheenergie nach Einsteins berühmter Formel E=mc2 in Energie verwandelt werden. Pro Gramm Masse ist dies ein vielfaches dessen, was der Fusionsreaktor im Innern der Sonne leisten kann.
Da schwarze Löcher in Galaxienkernen nur einen kleinen Bruchteil ihrer Lebenszeit aktiv sind, d.h. Gas aus ihrer Umgebung aufsaugen und hohe Leuchtkraft erzeugen, sollte es neben den wenigen zur Zeit aktiven Objekten, eine Vielzahl von Galaxien mit passiven schwarzen Löchern geben. Eine extreme Hypothese besagt, daß möglicherweise sogar alle elliptischen Galaxien und Spiralgalaxien mit Bulges ein massereiches schwarzes Loch enthalten.
In Zusammenarbeit mit einem Team amerikanischer Astronomen, haben Mitglieder der Universitäts-Sternwarte München dynamische Hinweise für die Existenz solcher extrem massereicher schwarzer Löcher in passiven nahen Galaxienkernen gesucht. Der Nachweis der schwarzen Löcher erfolgt dabei über die Bewegung der Sterne in ihrer unmittelbaren Nähe. Wegen der extremen Anziehungskraft eines schwarzen Loches bewegen sich die Sterne umso schneller, je näher sie ihm kommen. Der Nachweis eines schwarzen Loches gelingt daher nur, wenn man eine genügend hohe räumliche Auflösung erreichen kann. Aus diesem Grund wurden die Beobachtungen mit dem Hubble-Space-Telescope und dem Canada-France-Hawaii-Telescope durchgeführt. Diese beiden Teleskope liefern zur Zeit die höchste Bildqualität und räumliche Auflösung.
Aus unseren Untersuchungen folgt, daß selbst völlig normale und
passive Galaxien massereiche schwarze Löcher enthalten können.
Ein Beispiel ist die kleine kompakte elliptische Galaxie M 32, ein
Begleiter der Andromeda-Galaxie, sie enthält vermutlich ein
schwarzes Loch von ungefähr einer Million Sonnenmassen. Aber auch
Andromeda selbst beherbergt sehr wahrscheinlich ein schwarzes Loch von
einigen zehn Millionen Sonnemassen. Ein extremer Fall ist die nahe,
harmlos aussehende
S0-Galaxie NGC 3115, in deren Kern ein gigantisches schwarzes Loch von
einer Milliarde Sonnenmassen zu finden ist. Es deutet sich an, daß in der Tat jede Galaxie ein schwarzes Loch im Zentrum enthält; die
Masse der schwarzen Löcher
ist dabei wahrscheinlich der
Galaxienmasse proportional.