Ein Schwarzes Loch ist ein Objekt mit gewaltiger Energie, das alle Materie in seiner Umgebung verschlingt. Unsichtbar vernichtet es Sterne bis ganze Galaxien.
Autor: Franz Schmied
Was sind und wie entstehen Schwarze Löcher?
Schwarze Löcher sind Endstadien in einer Sternentwicklung. Diese Entwicklung hängt von den Bedingungen in einem jungen Stern ab, genauer gesagt, von seiner Anfangsmasse. Junge Sterne beziehen ihre Energie aus Kernfusion im Inneren. Das bedeutet, sie verschmelzen Wasserstoffatome zu Helium. Die weitere Entwicklung hängt nun davon ab, ob der Stern die kritische Masse von 1,4 Sonnenmassen überschreitet oder nicht. Diese Grenze wird als die „Chandrasekhar-Grenze“ bezeichnet.
Liegt der Stern unter dieser Grenze, bringt er nicht genug Energie auf, um auf die nächste Stufe der Kernfusion zu schalten und verwandelt sich in einen weißen Zwerg. Die äußeren Schichten des entstehenden Stern werden mehr oder weniger abgestoßen. Bei diesem Prozess entstehen wahrscheinlich planetarische Nebel.
Bei Sternen die oberhalb dieser Grenze liegen, kontrahiert der Stern, bis das Heliumbrennen gezündet wird. Hierbei schaltet der Stern von der Verbrennung von Wasserstoff zu Helium in den nächsten Gang und verbrennt das Helium zu Kohlenstoff. Für eine kurze Zeitperiode wird das Kollabieren des Sterns verhindert. Ist das Helium aber verbraucht, zieht sich der Kern weiter zusammen und die Temperatur steigt. Dies bedingt nun, das immer schwerere Elemente erbrütet werden. Das geht solange, bis die Fusion bei Eisen ankommt. Jetzt kollabiert der Kern ungehindert weiter, bis er so dicht wie ein Atomkern selbst ist. Nun kommt es zu einer Implosion, der eine gewaltige Explosion folgt. Astronomen sprechen hier von einer sogenannten „Supernove-Explosion„.
Ist die Masse eines Stern vor der letzten Kollapsphase zwischen 1,4 und 2,5 Sonnenmassen, dann entsteht ein „Neutronenstern„. Der Stern kontrahiert bis er die Dichte eines Atomkerns erreicht oder sogar übersteigt. Dieser Entartungsdruck der Protonen und Neuronen reicht nun aus um den Kollaps zu verhindern.
Übersteigt der Stern die 2,5 Sonnenmassen so reicht der Entartungsdruck nicht mehr aus und der Stern bricht unter seiner eigenen Masse zusammen. Ein Schwarzes Loch wird geboren.
Die „Spaghettifizierung“
Die Frage die sich ein Mensch nun stellt ist, wie nahe man so einem Schwarze Loch kommen kann und was mit einem geschieht, wenn man hineinfällt. Laut Stephen Hawking und seinen Kollegen würde man „spaghettifiziert„. Das heißt, man würde in das Schwarze Loch hineingezogen. Dabei würde man immer weiter gestreckt und dünner werden. Zum Schluss würde man eben wie ein Spaghetti aussehen.
Ein Schwarzes Loch könnte man sich so ähnlich wie ein Abflussloch vorstellen. Teilchen, die in diesen Strudel kommen, werden auf Kreisbahnen immer schneller je näher sie dem Abflussloch kommen, bis sie schließlich verschluckt werden. Bei Schwarzen Löchern läuft es ähnlich ab, nur das hier auf den Kreisbahnen Kollisionen auftreten. Hierbei kann es zu Explosionen kommen, die man messen könnte und somit Schwarze Löcher entdecken.
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